Физика 8 класс
Для изготовления спирали кипятильника взяли нихромовую проволоку длиной l = 10 м и площадью поперечного сечения S = 2M * M ^ 2 Какую массу воды т можно нагреть таким кипятильником за tau = 1 мин от температуры t_{1} = 12 deg * C до t_{2} = 100 deg * C если кипятильник подключён к источнику постоянного напряжения U = 220 В? КПД кипятильника равен eta = 70% . Удельная теплоёмкость воды равна с = 4200 Дж/(кг.°С). Удельное сопротивление нихрома равно rho = 1, 1OMM * M ^ 2 / M
Ответ выразить в кг, округлив до целых.
Как изменится ответ, если... (выбрать два варианта из перечисленных ниже на своё усмотрение). Запишите решение.
а) Увеличить длину проволоки на 20%, а площадь сечения уменьшить на 20%.
б) Не только нагреть воду, а ещё её полностью испарить.
с) Взять два таких кипятильника, подключённых к источнику постоянного напряжения 220В подключив их последовательно.
д) Взять два таких кипятильника, подключённых к источнику постоянного напряжения 220В подключив их параллельно.
е) Увеличить массу проводника вдвое при неизменной длине (материал проволоки не изменяют).
ж) Уменьшить массу проводника вдвое при неизменной площади сечения (материал проволоки не изменяют).
В данной задаче требуется прикрепить полное решение.
1.1 * 10м / 2мм2 = 5.5 Ом.
мощность = U^2/R = 220^2/5.5 = 8800 Вт.
полезн мощность = 8800*(70/100) = 6160 Вт.
m*4200*(100-12) = 6160*60
m = 6160*60/(4200*(100-12)) = 1 кг.
Как изменится ответ, если...
а) Увеличить длину проволоки на 20%, а площадь сечения уменьшить на 20%.
оба фактора увеличивают сопротивление в 1.2 раза, итого 1.2*1.2 = в 1.44 раза больше сопротивление, мощность в 1.44 раза меньше, значит и масса в 1.44 раза меньше.
б) Не только нагреть воду, а ещё её полностью испарить.
m*(4200*(100-12) + 2300000) = 6160*60
m = 6160*60/(4200*(100-12) + 2300000) = 0.14 кг
с) Взять два таких кипятильника, подключённых к источнику постоянного напряжения 220В подключив их последовательно.
сопротивл в 2 раза больше, дальше по аналогии с (а).
д) Взять два таких кипятильника, подключённых к источнику постоянного напряжения 220В подключив их параллельно.
сопротивл в 2 раза меньше, дальше понятно.
е) Увеличить массу проводника вдвое при неизменной длине (материал проволоки не изменяют).
значит сечение увеличится в 2 раза, сопротивл уменьшится в 2 раза, то есть аналог пункта (д).
ж) Уменьшить массу проводника вдвое при неизменной площади сечения (материал проволоки не изменяют)
длину уменьшают в 2 раза, и опять аналог (д)
_______________
2025-05-03_00:13