Question

В электрокипятильнике при напряжении 220 В возникает ток силой 0,2 А. Какое количество олова, взятого при 22 °С, можно расплавить за 2 минуты, если КПД паяльника 90 %. Удельная теплоемкость олова 230, удельная теплота плавления 59,0, температура плавления олова 232 °С.​

Answer 1

U=220В

I=0.2А

t1=22*C

t2=232*C

η=90%

C=230*10^3 Дж/(кг*С)  (Табличное значение. В условии записано просто 230, но это в килоджоулях)

T=120 с

λ=59*10^3 Дж/кг

m(олова)=?

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

Q=UITμ=4752 Дж

Q=Cm(t2-t1)+λm

Q=m(C(t2-t1)+λ)

$m=\frac{Q}{Ct2-Ct1-/|}=\frac{4752}{230000(232-22)-59000}=\frac{4752}{48,241*10^6} =9.85*10^{-5}$

Ответ:98.5 милиграмм

Answer 2

Для решения этой задачи, мы можем использовать закон сохранения энергии. Количество тепла, необходимое для плавления олова, должно быть равно количеству тепла, выделяющемуся в нагревателе.

1. Найдем количество энергии, выделяющейся в нагревателе в течение 2 минут, используя формулу:

   Энергия (ватт-часах) = Напряжение (вольты) × Ток (амперы) × Время (часы)

   Энергия = 220 В × 0,2 А × (2 минуты / 60 минут) = 7,33 Вт·ч

2. Теперь учтем КПД паяльника. КПД (Коэффициент полезного действия) равен 90%, что означает, что только 90% энергии используется для плавления олова. Таким образом, количество энергии, которое реально используется для плавления олова, равно:

   Полезная энергия = 7,33 Вт·ч × 0,9 = 6,6 Вт·ч

3. Теперь найдем количество тепла, необходимое для плавления олова. Для этого воспользуемся удельной теплотой плавления олова:

   Количество тепла = Масса (граммы) × Удельная теплота плавления (Дж/г)

   Масса = Количество тепла / Удельная теплоемкость олова

   Масса = (6,6 Вт·ч × 3600 секунд) / (230 Дж/г) = 102 грамма

Таким образом, можно расплавить примерно 102 грамма олова при условиях, описанных в задаче.