Question

Сколько энергии потребуется чтобы свинцовую проволоку длиной 2м и сопротивлением 3 Ом расплавить. Начальная температура 20

Answer 1

1) Найдем сечение для последующего нахождения объема

R=ρL/S; RS=ρL;  S=ρL/R

V=S*L=ρL²/R

2) найдем массу

m=(po)*V=(po)*ρ*L²/R

3) Q=c*mΔt+mλ=c*m(tпл-t) + mλ=m(c(tпл-t)+λ)

Q=[(po)ρL²/R](c(tпл-t)+λ)  подставляем

Q=11300кг/м³*0,21(Ом*мм²/м)*4м²[140(Дж/кг°С)(327-20)+25000Дж/кг]/3Ом

11300*0,21*10⁻⁶*4*(140*307+25000)/3=0,0095*67980/3=215,3 Дж

Это ответ.

------------------------------------------------------------------------

удельное сопротивление свинца ρ =0,21 Ом*мм²/м=0,21*10⁻⁶ Ом*м

плотность свинца (ро)=11300 кг/м³

с - удельная теплоемкость свинца=140 Дж/кг*°С

λ - удельная теплота плавления 25000 Дж/кг

tпл - температура плавления=327°С

Answer 2

Для расчёта необходимой энергии для плавления проволоки, мы можем воспользоваться законом Джоуля-Ленца, который гласит:

$Q = I^2 \cdot R \cdot t$

где:

• $Q$ - количество выделившейся теплоты (энергия), Джоули (Дж)
• $I$ - сила тока, Ампер (А)
• $R$ - сопротивление проводника, Ом (Ом)
• $t$ - время, в течение которого ток протекает через проводник, секунды (с)

Сначала нужно найти силу тока. Для этого используем закон Ома:

$I = \frac{U}{R}$

где:

• $U$ - напряжение, Вольты (В)
• $R$ - сопротивление проводника, Ом (Ом)

Для расплавления проволоки её следует нагреть до температуры плавления свинца, которая составляет около 327 градусов Цельсия. Разницу температур можно выразить как:

$\Delta T = T_{\text{плавления}} - T_{\text{начальная}}$

После этого можно воспользоваться удельной теплоёмкостью свинца $c$ (переведённой в Дж/(градус Цельсия)) и массой проволоки $m$:

$Q = m \cdot c \cdot \Delta T$

Итак, шаги расчёта следующие:

1. Найдите силу тока $I$ через проволоку, используя закон Ома.
2. Рассчитайте количество выделившейся теплоты $Q$ в проволоке.
3. Полученное значение $Q$ будет представлять необходимую энергию для расплавления проволоки.

Обратите внимание, что для более точного расчёта необходимо учесть тепловые потери в окружающую среду, но в данном случае мы рассматриваем идеализированную ситуацию.

Пожалуйста, предоставьте значение напряжения $U$ и удельной теплоёмкости $c$ свинца, чтобы я мог выполнить расчёты.