Question

4. Электрокамин, который имеет спираль из нихромового провода с площадью поперечного сечения 2,2 мм² и длиной 11 м, подсоединен к сети с напряжением 220 В. Определить количество теплоты, выделенное за 4 ч работы.

Answer 1

Сопротивление спирали:

       R = ρL/S,  где ρ = 1,1 Ом·мм²/м - удельное сопротивление нихрома

                               L = 11 м - длина спирали

                               S = 2,2 мм² - площадь поперечного сечения

Тогда:

       R = 1,1 · 11 : 2,2 = 5,5 (Ом)

Сила тока в спирали:

       I = U/R = 220 : 5,5 = 40 (A)

Количество теплоты, выделившееся в спирали за 4 часа:

       Q = I²·R·Δt = 1600 · 5,5 · 4 · 3600 = 126 720 000 (Дж) = 126,72 (МДж)

Answer 2

Для определения количества теплоты, выделяемого электрокамином, можно использовать закон Джоуля-Ленца, который утверждает, что количество теплоты, выделяемое в проводнике при прохождении тока, равно произведению силы тока (I), сопротивления проводника (R) и квадрата времени (t):

Q = I²Rt

Где: Q - количество теплоты (в джоулях) I - сила тока (в амперах) R - сопротивление проводника (в омах) t - время (в секундах)

Сначала мы должны найти сопротивление проводника. Для проводника из нихромового провода его сопротивление можно найти, используя формулу:

R = ρ * (L / A)

Где: R - сопротивление (в омах) ρ - удельное сопротивление нихрома (приблизительно 1.10 x 10^-6 Ом·м) L - длина проводника (в метрах) A - площадь поперечного сечения проводника (в квадратных метрах)

Подставим значения и рассчитаем сопротивление:

R = (1.10 x 10^-6 Ом·м) * (11 м / 2.2 x 10^-6 м²) = 5.5 Ом

Теперь мы можем найти силу тока, используя закон Ома:

U = IR

Где: U - напряжение (в вольтах) I - сила тока (в амперах) R - сопротивление (в омах)

I = U / R I = 220 В / 5.5 Ом I ≈ 40 А

Теперь мы можем найти количество теплоты, выделяемое за 4 часа (что