Question

1. Яка кількість теплоти виділиться в нікеліновому провіднику довжиною 1 м та площею поперечного перерізу 0,1 мм2 за 5 хв, якщо по провіднику проходить струм 4 А? Питомий опір нікеліну 0,4 Ом·мм2/м. Відповідь дати у кілоджоулях, числом, без одиниці вимірювання. 2. Визначте час (у секундах), протягом якого в електрочайнику потужністю 1000 Вт закипає 1 л води, взятої при кімнатній температурі (20 °С). Питома теплоємність води 4200 Дж/кг·К. Вважати, що вся енергія електричного струму йде на нагрівання води. Записати числом, без одиниць вимірювання. Даю 100 балів

Answer 1

Відповідь:

1) 19.2кДж

2) 336секунд

Answer 2

1. Для визначення кількості теплоти, виділеної в нікеліновому провіднику, можна скористатися формулою:

Q = I^2 * R * t,

де: Q - кількість теплоти (у джоулях), I - сила струму (у амперах), R - опір провідника (у омах на одиницю довжини), t - час (у секундах).

Оскільки площа поперечного перерізу вказана у мм^2, а опір вказаний у омах на одиницю довжини, спочатку переведемо площу поперечного перерізу до м^2:

0,1 мм^2 = 0,1 * 10^(-6) м^2 = 10^(-8) м^2.

Тоді опір провідника становитиме:

R = 0,4 Ом·мм^2/м * 10^(-8) м^2 = 4 * 10^(-8) Ом.

Підставляємо відповідні значення до формули:

Q = (4 А)^2 * (4 * 10^(-8) Ом) * (5 хв * 60 с/хв).

Обчислюємо:

Q = 16 * 16 * 10^(-8) * 300 = 7,68 * 10^(-4) кДж.

Таким чином, кількість теплоти, виділеної в нікеліновому провіднику, становить 0,768 кДж.

2. Для визначення часу, протягом якого закипить 1 л води в електрочайнику, скористаємося формулою:

Q = m * c * ΔT,

де: Q - кількість теплоти (у джоулях), m - маса води (у кілограмах), c - питома теплоємність води (у Дж/кг·К), ΔT - зміна температури (у кельвінах).

Масу води визначимо за її щільністю:

m = V * ρ,

де: V - об'єм води (у літрах), ρ - щільність води (у кілограмах на літр).

1 л = 1 кг.

Температура води з кімнатної (20 °С) підніметься до точки кипіння (100 °С), що становить 80 К (100 - 20