Question

Нагревательный элемент в виде проволочного куба с ребром сопротивлением 60 Ом опущен в воду массой 7 кг. Какой силы ток (в А) должен быть пропущен через куб, чтобы за 10 мин поднять температуру воды на 50 oС? Куб подключен к источнику тока противоположными вершинами. Удельная теплоемкость воды 4200 Дж/(кг∙oС). Ответом является целое число, в случае необходимости округлите до целых.

Answer 1

Q=A
A=UIt=I^2Rt
Q=cm(t2-t1)
cm(t2-t1)=I^2Rt
I=корень из cm(t2-t1)/Rt
одно ребро сопротивлением 60 ом, представь себе этот куб, сопротивление общее по формуле 1/Ro=1/R1+1/R2+1/Rn
тут короче с сопротивлением этого куба заморачиваться так лень, но как я понял, там просто можно посчитать кол-во путей от 1 точки куба до другой, посчитать сопротивления каждого пути(там просто количество ребер в пути умножишь на 60 ом - твое сопротивление из задачи) и короче подставишь это в формулу общего сопротивления, а общее сопротивление уже в формулу, из которой ответ прлучаешь

Answer 2

Для решения этой задачи мы можем использовать закон сохранения энергии: количество теплоты, переданной нагревательному элементу, должно быть равно количеству теплоты, необходимому для нагрева воды. Мы можем записать это как:

Q = m * c * ΔT,

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

Мы можем рассчитать количество теплоты, которое необходимо передать воде, используя известные значения:

Q = 7 кг * 4200 Дж/(кг∙oС) * 50 oC = 1 470 000 Дж.

Это количество теплоты должно быть равно количеству электрической энергии, потребляемой нагревательным элементом:

W = V * I * t,

где W - количество электрической энергии, потребляемой нагревательным элементом, V - напряжение, I - сила тока, t - время работы.

Нам нужно рассчитать силу тока, поэтому мы можем переписать это уравнение как:

I = W / (V * t).

Мы можем рассчитать напряжение, используя закон Ома:

V = I * R,

где R - сопротивление нагревательного элемента. В нашем случае R = 60 Ом.

Подставляя значения, мы получим:

V = I * R = I * 60 Ом,

I = W / (V * t) = 1 470 000 Дж / (I * 60 Ом * 600 с) = 4.05 А.

Ответ: сила тока должна быть около 4 А.