Передача Теплоти
Яка кількість теплоти виділиться в спіралі електроплити після 20 хвилин роботи, якщо спіраль виготовлена з ніхромового
Яка кількість теплоти виділиться в спіралі електроплити після 20 хвилин роботи, якщо спіраль виготовлена з ніхромового дроту площею перерізу 0,15 мм2 і довжиною 10 м, а плиту підключено до мережі з напругою 220 В?
25.12.2023 00:31
Написать свой ответ:
Тема занятия: Передача Теплоти
Объяснение: Чтобы решить эту задачу, мы можем использовать формулу для вычисления количества теплоты, которое выделяется при протекании электрического тока через проводник.
Информация, данная в задаче:
Площадь сечения провода: 0,15 мм2 = 0,15 × 10^ -6 м2 (переводим в метры квадратные).
Длина провода: 10 м.
Напряжение: 220 В.
Сила тока: 10 А.
Для решения нам понадобится формула:
Q = I^2 × R × t,
где Q - количество теплоты (в джоулях),
I - сила тока (в амперах),
R - сопротивление проводника (в омах),
t - время (в секундах).
Сначала нам нужно найти сопротивление проводника. Для них у нас есть данная площадь сечения провода. Сопротивление проводника можно вычислить, используя формулу:
R = ρ × (L / A),
где R - сопротивление проводника (в омах),
ρ - удельное сопротивление материала проводника,
L - длина проводника (в метрах),
A - площадь сечения провода (в метрах квадратных).
Для них у нас есть данная площадь сечения провода. Удельное сопротивление нихромового дротика составляет приблизительно 1,1 × 10^ -6 ом × метров.
Теперь мы можем применить формулу для вычисления количества теплоты:
Q = I^2 × R × t,
подставив значения:
I = 10 А,
R = ρ × (L / A) = (1,1 × 10^ -6 ом × метров) × (10 м / 0,15 × 10^ -6 м2) = 733,33 ом,
t = 20 минут = 20 × 60 сек = 1200 сек.
Q = (10 А)^2 × 733,33 ом × 1200 сек = 8 799,96 Дж.
Дополнительный материал: Количество теплоты, выделяющееся в спирали электроплиты после 20 минут работы, составляет около 8799,96 Дж (джоулей).
Совет: Для лучшего понимания темы теплопередачи и электрической энергии, рекомендуется ознакомиться с удельным сопротивлением различных материалов и формулами, связанными с передачей теплоты.
Задание для закрепления: Какое количество теплоты выделится в проводнике сопротивлением 50 ом, если через него будет проходить ток силой 2 А в течение 5 минут? (Удельное сопротивление проводника составляет 10 ом × метров.)