Question

1. Обчисліть кількість теплоти, яка виділяється у провіднику опором 8 Ом за 10 секунд, якщо сила струму через нього складає 2,5 А. А) 500 Дж Б) 200 Дж В) 5 Дж Г) 0 Дж 2. Нагрівник підключили до вдвічі більшої напруги. Як змінилася фактична потужність нагрівника? А) Збільшилась в 4 рази Б) Збільшилася у 2 рази В) Не змінилася Г) Зменшилась у 2 рази 3. Два провідники з’єднані послідовно. Опір першого вдвічі більший за опір другого. Порівняйте кількість теплоти, яка виділяється у провідниках за 1 секунду. А) Визначити неможливо Б) Кількість теплоти однакова В) У першому провіднику вдвічі більша Г) У другому провіднику в 4 рази більша 4. Напруга на кінцях нагрівального елементу електрочайника становить 200 В, сила струму через нього – 5 А. Знайдіть, за який час у цьому чайнику нагріється 2 кг води від 20ºС до 100ºС, якщо ККД чайника 80%. Відповідь вкажіть у хвилинах. Питома теплоємність води 4200 Дж/(кг·ºС).

Answer 1

Ответ:

1)500Дж

2)збільшилась в 4 рази

3) У першому провіднику вдвічі більша

4) 14 хвилин

Answer 2

Давайте вирішимо ці задачі по черзі:

1. Обчислення кількості теплоти, що виділяється у провіднику: Потужність (P) можна знайти за формулою: P = I^2 * R, де I - сила струму (2.5 А), R - опір (8 Ом).

   P = 2.5^2 * 8 = 50 Вт.

   Теплота (Q) виділяється протягом 10 секунд, тому Q = P * t, де t - час (10 с).

   Q = 50 Вт * 10 с = 500 Дж.

   Відповідь: А) 500 Дж.

2. Зміна фактичної потужності нагрівника при зміні напруги: Потужність (P) пропорційна квадрату напруги (U) і обернено пропорційна опору (R), тобто P = U^2 / R.

   При збільшенні напруги вдвічі, нова напруга (U') стає 2 * U.

   Вираз для нової потужності P' при новій напрузі U': P' = (2U)^2 / R = 4 * (U^2 / R) = 4 * P.

   Отже, фактична потужність збільшилася в 4 рази.

   Відповідь: А) Збільшилась в 4 рази.

3. Порівняння кількості теплоти в провідниках: Кількість виділеної теплоти в провіднику залежить від потужності (P), яка, в свою чергу, залежить від опору (R) та квадрата сили струму (I).

   Якщо опір першого провідника вдвічі більший за опір другого (R1 = 2 * R2), то в першому провіднику потужність буде меншою, так як при однаковому струмі опір впливає на зменшення потужності.

   Тобто, кількість теплоти в другому провіднику буде більшою.

   Відповідь: Г) У другому провіднику в 4 рази більша.

4. Час нагріву води в електрочайнику: Спочатку знайдемо кількість теплоти, яку потрібно передати воді для нагрівання з 20ºС до 100ºС:

   Q = m * c * ΔT, де m - маса води (2 кг), c - питома теплоємність води (4200 Дж/(кг·ºС)), ΔT - різниця температур (100ºС - 20ºС).

   Q = 2 кг * 4200 Дж/(кг·ºС) * 80ºС = 672000 Дж.

   Тепер врахуємо ККД чайника (80% = 0.8):

   Q_витрачено = Q / ККД = 672000 Дж / 0.8 = 840000 Дж.

   Теплота, яку виділяє нагрівник, залежить від потужності (P) та часу (t):

   Q_витрачено = P * t, тобто t = Q_витрачено / P.

   Потужність (P) можна знайти за законом Ома: P = U * I, де U - напруга (200 В), I - сила струму (5 А).

   P = 200 В * 5 А = 1000 Вт.

   t = 840000 Дж / 1000 Вт = 840 с.

   Переведемо час в хвилини: t = 840 с / 60 с/хв = 14 хв.

   Відповідь: 14 хвилин.