Question

90 б (пожалуста) Електричний кип’ятильник за 3хв нагріває 200г води від 25 до 90 0 С. Якою є напруга на кип’ятильнику, якщо його опір 12 Ом? Втрат енергії не враховуйте.

Answer 1

Ответ:

60.3В

Объяснение:

Q=cm(t2-t1)=4200*0.2*65°=54600Дж,

Q=I²*R*t ⇒ 54600=I²*12*180c, I²=54600/12*180=5A,

U=A/I*t=54600/5*180=60.3В

Answer 2

Для розв'язання цієї задачі ми можемо скористатися законом Джоуля-Ленца, який говорить, що потужність, витрачена на нагрівання провідника, рівна втратам електричної енергії через опір цього провідника.

Закон Джоуля-Ленца виглядає наступним чином:

$P = I^2 \cdot R \cdot t,$

де:

• $P$ - потужність (вати),
• $I$ - струм (ампери),
• $R$ - опір (оми),
• $t$ - час (секунди).

Ми можемо виразити струм $I$ з цього рівняння:

$I = \sqrt{\frac{P}{R \cdot t}}.$

Дано, що час нагрівання $t$ дорівнює 3 хвилинам (або 180 секундам), опір $R$ дорівнює 12 Ом, а потужність $P$ можна визначити за допомогою формули для витрати енергії:

$P = Q = mc\Delta T,$

де:

• $Q$ - енергія (джоулі),
• $m$ - маса води (грами),
• $c$ - специфічна теплоємність води (приблизно 4.186 Дж/г°C),
• $\Delta T$ - зміна температури (°C).

Зміна температури $\Delta T$ обчислюється як різниця між кінцевою і початковою температурою:

$\Delta T = T_{\text{кінцева}} - T_{\text{початкова}}.$

У вашому випадку:

• $T_{\text{початкова}} = 25$ °C,
• $T_{\text{кінцева}} = 90$ °C.

Отже, $\Delta T = 90 - 25 = 65$ °C.

Підставимо ці значення в формулу для витрати енергії:

$P = mc\Delta T = 200 \, \text{г} \cdot 4.186 \, \text{Дж/г°C} \cdot 65 \, \text{°C}.$

Тепер, знаючи $P$, $R$, і $t$, можемо визначити струм $I$:

$I = \sqrt{\frac{P}{R \cdot t}}.$

Підставимо значення і вирішимо це рівняння, щоб знайти струм.

В результаті, напруга $U$ на кип'ятильнику може бути обчислена за допомогою закону Ома:

$U = I \cdot R.$