Question

ПОМОГИТЕ ПОЖАЛУЙСТА!!! 1)Сколько метров фехралевой проволоки диаметром 0.25мм потребуется для намотки электродвигателя мощностью 360вт, рассчитанного на напряжение 120в? 2)Сколько энергии потребуется для полного расплавления и превращения в пар куска льда массой 2,5 кг, взятого при температуре -20 градусов? (Удельная теплоемкость льда 2100 Дж/кг градусов, удельная теплота плавления льда 340 кДж/кг, удельная теплота парообразования воды 23 МДж/кг.)

Answer 1

Извиняюсь за мой красивый почерк:)

Answer 2

Конечно, я помогу вам с этими задачами!

Задача 1: Расчет длины проволоки

Для начала, нам нужно определить силу тока, протекающего через электродвигатель. Используем формулу: $P = IV$ где $P$ - мощность, $I$ - сила тока, $V$ - напряжение.

Сначала переведем мощность в ваттах в силу тока в амперах: $360 \, \text{Вт} = I \times 120 \, \text{В}$ $I = \frac{360 \, \text{Вт}}{120 \, \text{В}} = 3 \, \text{А}$

Теперь мы можем рассчитать длину проволоки, используя закон Ома: $U = IR$ где $U$ - напряжение, $I$ - сила тока, $R$ - сопротивление проволоки.

Для нахождения сопротивления проволоки воспользуемся формулой: $R = \frac{\rho \cdot L}{A}$ где $\rho$ - удельное сопротивление проволоки (для фехралевой проволоки ~1.5 * 10^-6 Ом*м), $L$ - длина проволоки, $A$ - площадь поперечного сечения проволоки.

Площадь поперечного сечения проволоки можно рассчитать по формуле площади круга: $A = \pi r^2$ где $r$ - радиус проволоки.

Радиус проволоки равен половине её диаметра: $r = \frac{0.25 \, \text{мм}}{2} = 0.125 \, \text{мм} = 0.000125 \, \text{м}$

Теперь мы можем рассчитать сопротивление проволоки: $R = \frac{1.5 \times 10^{-6} \, \text{Ом} \cdot L}{\pi (0.000125 \, \text{м})^2}$

Так как $U = 120 \, \text{В}$ и $I = 3 \, \text{А}$, мы можем выразить $U = IR$ и подставить в это уравнение значение сопротивления: $120 \, \text{В} = 3 \, \text{А} \cdot R$ $R = \frac{120 \, \text{В}}{3 \, \text{А}} = 40 \, \text{Ом}$

Теперь мы можем найти длину проволоки: $L = \frac{R \cdot A}{\rho}$ $L = \frac{40 \, \text{Ом} \cdot \pi (0.000125 \, \text{м})^2}{1.5 \times 10^{-6} \, \text{Ом} \cdot \text{м}}$

После всех вычислений, длина проволоки будет равна примерно $63.66 \, \text{метрам}.$

Задача 2: Расчет энергии для расплавления и парообразования

Для расчета энергии, которая потребуется для полного расплавления и превращения в пар куска льда, мы должны учесть два этапа: расплавление и парообразование.

1. Энергия для расплавления льда: $Q_1 = m \cdot L_f$ где $m$ - масса льда, $L_f$ - удельная теплота плавления льда.

Подставляем значения: $Q_1 = 2.5 \, \text{кг} \cdot 340 \, \text{кДж/кг} = 850 \, \text{кДж}$

2. Энергия для парообразования воды: $Q_2 = m \cdot L_v$ где $L_v$ - удельная теплота парообразования воды.

Подставляем значения: $Q_2 = 2.5 \, \text{кг} \cdot 23 \, \text{МДж/кг} = 57.5 \, \text{МДж}$

Теперь мы складываем эти две энергии, чтобы получить общее количество энергии, необходимое для процесса: $Q_{\text{total}} = Q_1 + Q_2$

Переведем МДж в Дж: $Q_{\text{total}} = 850 \, \text{кДж} + 57.5 \, \text{МДж} = 850 \, \text{кДж} + 57.5 \times 10^6 \, \text{кДж} = 57850000 \, \text{кДж}$

Таким образом, для полного расплавления и превращения в пар куска льда массой 2.5 кг при начальной температуре -20°C потребуется приблизительно 57850000 Дж энергии.