Дано: - никелиновая проволока диаметром 0,2 мм, - фарфоровый цилиндр диаметром 1,5 см, - время 10 минут, - объём 1,2 л воды, масса = 0,0012 м³*1000 кг/м³ = 1,2 кг, - температуре 20°С, Δt = 20 K, - КПД установки 63 %, - напряжение в сети 160 В.
Определяем количество тепла для нагрева:
Количество теплоты, которое надо передать телу, чтобы нагреть его от одной температуры до другой, находят по следующей формуле:
Q = cm(tк – tн)
Здесь tк и tн — конечная и начальная температуры, m — масса вещества, c — его удельная теплоемкость.
При температуре 20 градусов Цельсия и нормальном атмосферном давлении удельная теплоемкость воды равна 4183 Дж/(кг·град). При температуре 100°С эта величина достигает значения 4220 Дж/(кг·град). Примем среднее значение с = 4200 Дж/(кг*град). Получаем Q = 4200*1,2*(100-20) = 403200 Дж. С учётом кпд нагревателя Q = 403200/0,63 = 640000 Дж. Работа электрического тока A = UIt = (U²/R)*t Дж. Отсюда находим сопротивление нагревателя: R = U²t/A = 160²*10*60/640000 = 24 Ом. Удельное сопротивление никелиновой проволоки ρ = 0,4 Ом*мм²/м. Длина L проволоки равна: L = R*S/ρ = 24*π*0,2²/(4*0,4) = 1,884956 м. Длина одного оборота проволоки вокруг фарфорового цилиндра равна: l = πd = π*(0,015+0,0002) = 0,047752 м. Всего надо n = 1,884956/0,047752 = 39,47368 витков.
- никелиновая проволока диаметром 0,2 мм,
- фарфоровый цилиндр диаметром 1,5 см,
- время 10 минут,
- объём 1,2 л воды, масса = 0,0012 м³*1000 кг/м³ = 1,2 кг,
- температуре 20°С, Δt = 20 K,
- КПД установки 63 %,
- напряжение в сети 160 В.
Определяем количество тепла для нагрева:
Количество теплоты, которое надо передать телу, чтобы нагреть его от одной температуры до другой, находят по следующей формуле:
Q = cm(tк – tн)
Здесь tк и tн — конечная и начальная температуры, m — масса вещества, c — его удельная теплоемкость.
При температуре 20 градусов Цельсия и нормальном атмосферном давлении удельная теплоемкость воды равна 4183 Дж/(кг·град). При температуре 100°С эта величина достигает значения 4220 Дж/(кг·град).Примем среднее значение с = 4200 Дж/(кг*град).
Получаем Q = 4200*1,2*(100-20) = 403200 Дж.
С учётом кпд нагревателя Q = 403200/0,63 = 640000 Дж.
Работа электрического тока A = UIt = (U²/R)*t Дж.
Отсюда находим сопротивление нагревателя:
R = U²t/A = 160²*10*60/640000 = 24 Ом.
Удельное сопротивление никелиновой проволоки ρ = 0,4 Ом*мм²/м.
Длина L проволоки равна: L = R*S/ρ = 24*π*0,2²/(4*0,4) = 1,884956 м.
Длина одного оборота проволоки вокруг фарфорового цилиндра равна:
l = πd = π*(0,015+0,0002) = 0,047752 м.
Всего надо n = 1,884956/0,047752 = 39,47368 витков.
Объяснение:
В условии говориться налить такое же количество воды.
m1= 300 грам, 200 грам, 100грам.
m2= 300 грам, 200 грам, 100 грам.
t1= 90 градусов, 85, градусов, 80 градусов.
t2= 15 градусов, 10 градусов, 5 градусов.
теплоёмкость воды 4200 Дж/(кг⁰)
это для 1 строчки
t3=(80⁰×0,1кг+5⁰×0,1 кг)/(0,1+0,1)= 42,5⁰ температура смеси.
t(горячая вода отдала)= 4200×0,1кг×(80⁰-42,5⁰)= -15750 Дж теплоты отдала горячая вода
t(холодная вода приняла)= 4200×0,3кг×(42,5⁰-5⁰)= 15750 Дж теплоты приняла холодная вода.
Это для 2 строчки
t3=(85⁰×0,2кг+0,2кг×10⁰)/(0,2кг+0,2кг)= 47,5⁰ температура смеси.
t(горячая вода отдала)=4200×0,2кг×(85⁰-47,5⁰)= -31500 Дж теплоты отдала горячая вода
t(холодная вода приняла)=4200×0,2кг×(47,5⁰-10⁰)= 31500 Дж теплоты приняла холодная вода.
это для 3 строчки
t3=(90⁰×0,3кг+15⁰×0,3 кг)/(0,3+0,3)= 52,5⁰ температура смеси
t(горячая вода отдала)=4200×0,3кг×(90⁰-52,5⁰)= -47250 Дж теплоты отдала горячая вода
t(холодная вода приняла)=4200×0,3кг×(52,5⁰-15⁰)= 47250 Дж теплоты приняла холодная вода