Question

Напряженность поля в нихромовом проводнике (р=10^-6 Ом*м) объемом 10^ - 6 м^3 равна 5 В/м. Какое количество тепла выделится в нем за 1 с?

Answer 1

E = 5 В/м

р=10^-6 Ом*м

V = 10^ - 6 м^3

t =  1 с

______________

Q - ?

 

Решение

По закону Джоуля - Ленца количество теплоты выделяемое в проводнике с током Q = I^2Rt = U^2*t / R. Сопротивление проводника R = рl / S, объем проводника V = lS, напряжение в проводнике U = E*l. Подставляя эти формулы в закон Джоуля-Ленца получим

Q = E^2*V*t / р. Q = 5^2*10^ - 6*1 / 10^-6 = 25 Дж

Answer 2

Для расчета количества тепла, выделяющегося в проводнике, необходимо знать силу тока, протекающего через него, и его сопротивление. Мы можем выразить силу тока через напряженность поля и сопротивление проводника по формуле:

I = E/R,

где I - сила тока, E - напряженность поля, R - сопротивление проводника.

Сопротивление проводника можно вычислить по формуле:

R = p * (L/S),

где p - удельное сопротивление материала проводника, L - длина проводника, S - площадь поперечного сечения проводника.

Мы знаем, что объем проводника равен 10^-6 м^3, а значит, его длина L можно вычислить по формуле:

L = V/S,

где V - объем проводника, S - площадь поперечного сечения проводника.

Таким образом, имеем:

L = 10^-6 м^3 / S

Сопротивление проводника:

R = p * L / S = p * 10^-6 м^3 / S^2

Теперь мы можем выразить силу тока:

I = E/R = 5 В/м / (p * 10^-6 м^3 / S^2)

Значение удельного сопротивления для нихрома p = 10^-6 Ом*м, поэтому

I = 5 В/м / (10^-6 Ом*м * 10^-6 м^3 / S^2) = 5 * S^2 А/с.

Тепло, выделяемое в проводнике, можно вычислить по формуле:

Q = I^2 * R * t,

где t - время, в течение которого ток протекает через проводник.

Таким образом, получаем:

Q = (5 * S^2 А/с)^2 * (10^-6 Ом*м * 10^-6 м^3 / S^2) * 1 с = 25 * S^2 * 10^-6 Дж.

Ответ: Количество тепла, выделяемого в нихромовом проводнике объемом 10^-6 м^3 за 1 с, равно 25 * S^2 * 10^-6 Дж.