Який опір має мати спіраль нагрівника, щоб за наявності струму 10 амперів і тривалості 2 хвилини, нагріти 2 літри води

Тема: Опір спіралі нагрівника для нагрівання води

Пояснення: Для визначення опору спіралі нагрівника, необхідно використовувати закон Ома, який говорить, що співвідношення між електричною силою (стандартно вимірюється в вольтах), силою струму (вимірюється в амперах) і опором (вимірюється в омах) визначається формулою: U = I * R, де U - електрична сила, I - сила струму, R - опір.

Задача стверджує, що ми маємо застосувати струм 10 ампер на протязі 2 хвилин. За допомогою цих значень ми можемо розрахувати електричну силу:

U = I * R,

де I = 10 ампер і час = 2 хвилини, зауважимо, що 1 хвилина = 60 секунд, тому час в секундах буде: 2 х 60 = 120 секунд.

Тому ми маємо:

U = 10 * R

Аби отримати опір спіралі нагрівника, ми повинні знати електричну силу. Проте, задача надає інші дані, такі як об"єм води і зміна температури. Ми повинні скористатися формулою для визначення кількості тепла, що необхідно передати:

Q = m * c * ΔT,

де Q - кількість тепла, m - маса води, c - питома теплоємність, ΔT - зміна температури.

У нас є дані: m = 2 л = 2 кг, c = 4.18 Дж/(г * °C), ΔT = (80 - 20)°C = 60°C.

Тому, Q = 2 * 4.18 * 60 = 502.8 Дж.

Тепер, щоби знайти електричну силу, ми маємо використати наступну формулу:

Q = U * I * t

Підставляємо в нашу формулу дані, які маємо:

502.8 = U * 10 * 120

Тепер ми можемо визначити електричну силу:

U = 502.8 / (10 * 120) ≈ 0.419 ом.

Отже, опір спіралі нагрівника, необхідний для нагрівання 2 л води, становить приблизно 0.419 ом.

Приклад використання: Який опір має мати спіраль нагрівника, щоб за наявності струму 5 амперів і тривалості 3 хвилини, нагріти 3 літри води від 20°С до 70°С, використовуючи алюмінієву посудину масою 2 кілограм?

Рекомендація: Перед розв"язанням подібної задачі, переконайтеся, що у вас є необхідні дані, такі як маса води, питома теплоємність і зміна температури. Також будьте уважними, використовуючи одиниці вимірювання та правильність підстановки значень у формули.

Вправа: Яка кількість тепла буде згенерована електронагрівачем, якщо струм становить 8 амперів, а напруга - 220 вольтів протягом 2 годин? Деякі дані: Q = ?, I = 8 А, U = 220 В, t = 2 години.