Question

Заднее стекло автомобиля (площадь стекла 0,7 м2) очищается ото льда при помощи электрооттаивателя, который за 10 мин может растопить корку льда толщиной 0,5 мм, покрывающую всё стекло. Оцените ток через оттаиватель, если напряжение в автомобильной сети 12 В, а КПД данного процесса можно принять за 0,8. Ответ дайте в амперах, округлив до целого значения.

Answer 1

Решение:
$n = \frac{A_{p} }{A_{3} }$
$A_{p}$ = λ×m (Эта полезная работа, идущая на оттаивание стекла. А если стекло оттаивает, то используется формула плавления вещества ( в нашем случае льда))
Но у нас неизвестна масса льда. Не проблема, воспользуемся формулой массы вещества: m=p×v (где р- плотность льда, v-объем льда)
Объем вещества- это произведение площади стекла (площади, которую занимает лед) на толщину льда.
$A_{3}$ = U×I×t (затраченная работа)
Таким образом получается уравнение:
$n = \frac{p * s* l* λ }{u*i*t}$
выражаем -I-:
I=    λ⋅ρ⋅S⋅h / η · U · t

Answer 2

Для оценки тока через электрооттаиватель, необходимо использовать формулу:

I = P / V

где: - I - ток (в амперах) - P - мощность (в ваттах) - V - напряжение (в вольтах)

Мощность можно вычислить, используя формулу:

P = Q / t

где: - P - мощность (в ваттах) - Q - количество теплоты (в джоулях) - t - время (в секундах)

В данном случае, нам известно, что электрооттаиватель может растопить корку льда толщиной 0,5 мм за 10 минут. Мы можем использовать эту информацию, чтобы вычислить количество теплоты, необходимое для растапливания льда.

Вычисление количества теплоты:

Толщина льда: 0,5 мм = 0,0005 м Площадь стекла: 0,7 м²

Объем льда можно вычислить, умножив площадь стекла на толщину льда:

V_льда = A * d

где: - V_льда - объем льда (в м³) - A - площадь стекла (в м²) - d - толщина льда (в м)

Теплота, необходимая для растапливания льда, можно вычислить, используя формулу:

Q = m * c * ΔT

где: - Q - количество теплоты (в джоулях) - m - масса льда (в килограммах) - c - удельная теплоемкость льда (в джоулях на килограмм на градус Цельсия) - ΔT - изменение температуры (в градусах Цельсия)

Удельная теплоемкость льда составляет около 2090 Дж/кг·°C.

Расчет тока через оттаиватель:

Теперь, когда у нас есть количество теплоты, необходимое для растапливания льда, мы можем вычислить мощность и, затем, ток через оттаиватель.

Расчет мощности:

Мощность можно вычислить, используя формулу:

P = Q / t

где: - P - мощность (в ваттах) - Q - количество теплоты (в джоулях) - t - время (в секундах)

В данном случае, время равно 10 минут, что составляет 600 секунд.

Расчет тока:

Ток можно вычислить, используя формулу:

I = P / V

где: - I - ток (в амперах) - P - мощность (в ваттах) - V - напряжение (в вольтах)

В данном случае, напряжение составляет 12 В.

Теперь, давайте выполним все необходимые вычисления:

Вычисление объема льда:

V_льда = 0,7 м² * 0,0005 м = 0,00035 м³

Вычисление количества теплоты:

m = V_льда * плотность льда Плотность льда составляет около 917 кг/м³.

m = 0,00035 м³ * 917 кг/м³ = 0,32095 кг

Q = m * c * ΔT ΔT = 0 °C - (-10 °C) = 10 °C

Q = 0,32095 кг * 2090 Дж/кг·°C * 10 °C = 6709,79 Дж

Расчет мощности:

P = Q / t t = 10 минут = 600 секунд

P = 6709,79 Дж / 600 сек = 11,183 Дж/сек = 11,183 Вт

Расчет тока:

I = P / V V = 12 В

I = 11,183 Вт / 12 В = 0,932 ампера

Таким образом, ток через оттаиватель составляет примерно 0,932 ампера (округлено до целого значения).