Question

Есть 4 резистора по 1 Ом каждый, как их нужно соединить чтобы от источника питания 8В наиболее быстро нагресть 200 грамм воды на 50 градусов цельсия

Answer 1

Соединим 4 резистора паралельно. Получим Ro=0.25ом
Ток Iмакс=8в/0.25ом=32а
Найдём колл. тепла необходимое для нагрева 200г воды на 50градусов С.
имеем t1=20град.  t2=70град.
Q=cm(t2-t1)=4200*0.2кг(70-20)=42000 Дж
Работа произведенная током : А=U*I*t ⇒42000 Дж=8в*32а*t ,   t=164c
ответ: соединять резисторы нужно только паралельно, время нагрева 200г воды, на 50градусов , составит 164с.
Если бы в задании звучало до 50градусов, то было бы (50-20).

Answer 2

Для решения этой задачи, нам необходимо учесть, что мощность, выделяемая резистором, может быть рассчитана по формуле:

P = (V^2) / R,

где P - мощность, V - напряжение, R - сопротивление.

Чтобы нагреть воду, нам нужно передать ей определенное количество энергии. Можем воспользоваться формулой:

Q = m * c * ΔT,

где Q - количество переданной энергии, m - масса воды, c - удельная теплоемкость воды, ΔT - изменение температуры.

Для воды удельная теплоемкость (c) составляет около 4,186 Дж/(г * °C).

В нашем случае, чтобы нагреть 200 грамм воды на 50 градусов, мы должны передать энергию:

Q = 200 г * 4,186 Дж/(г * °C) * 50 °C Q = 418,600 Дж.

Теперь, когда у нас есть количество передаваемой энергии, мы можем рассчитать, какая мощность (P) потребуется для этого. Мы знаем, что напряжение (V) составляет 8 В, и хотим определить значение сопротивления (R), которое даст нам наибольшую мощность (P):

P = (V^2) / R.

Мы хотим получить наибольшую мощность, поэтому выберем сопротивление (R) так, чтобы P было максимальным. В данном случае, чтобы нагреть воду как можно быстрее, выберем сопротивление (R) равным 1 Ом.

Таким образом, чтобы наиболее быстро нагреть 200 грамм воды на 50 градусов Цельсия от источника питания 8 В, мы должны соединить 4 резистора сопротивлением по 1 Ом каждый параллельно. Это обеспечит наивысшую мощность и эффективность передачи энергии в воду.