Question

З ніхромового дроту довжиною 2 м і діаметром 0,5 мм виготовлено спіраль, яку увімкнули в електричне коло. Яка кількість теплоти виділиться спіраллю за 5 хв за сили струму в ній 2 А

Answer 1

Ответ:

13452 Дж

Объяснение:

Дано:

l=2 м

d=0,5 мм

t=5 хв=300 с

I=2 А

ρ=1,1 (Ом∙〖мм〗^2)/м

Розв’язання  

Q=I^2 Rt

R=ρ l/S;               S=(πd^2)/4

S=(3,14∙〖(0,5 мм)〗^2)/4=0,19625 〖мм〗^2

R=1,1 (Ом∙〖мм〗^2)/м∙(2 м)/(0,19625 〖мм〗^2 )=11,21 Ом

Q=〖(2 А)〗^2∙11,21 Ом∙300 с=13452 Дж

Відповідь:Q=13452 Дж.

Answer 2

Для розрахунку кількості теплоти, яка виділиться в спіралі, спочатку важливо знайти опір спіралі, а потім використовувати закон Джоуля-Ленца.

1. Знаходження опору спіралі: Для цього використовуємо формулу для опору провідника:

R = ρ * (L / A)

де: R - опір спіралі (в омах) ρ - специфічний опір матеріалу (для ніхрому) L - довжина спіралі (в метрах) A - площа перерізу спіралі (в квадратних міліметрах)

Специфічний опір для ніхрому приблизно 1.10 x 10^-6 Ом·м.

L = 2 м (довжина спіралі)

Площа перерізу спіралі визначається через радіус (половина діаметра) спіралі:

A = π * r^2

де r - радіус спіралі, який дорівнює половині діаметра.

r = 0.5 мм = 0.0005 м

A = π * (0.0005 м)^2 ≈ 7.85 x 10^-7 м^2

Тепер можна знайти опір спіралі:

R = (1.10 x 10^-6 Ом·м) * (2 м / 7.85 x 10^-7 м^2) ≈ 2.79 Ом

2. Знаходження кількості теплоти (Q), виділеної спіраллю:

Для цього використовуємо закон Джоуля-Ленца:

Q = I^2 * R * t

де: Q - кількість теплоти (в джоулях) I - сила струму (в амперах) R - опір спіралі (в омах) t - час (в секундах)

У вас задано I = 2 А і t = 5 хв = 300 секунд. Ми раніше знайшли, що R = 2.79 Ом.

Q = (2 А)^2 * 2.79 Ом * 300 с = 4 * 2.79 Ом * 300 с = 3348 Дж (джоулів)

Отже, спіраль виділить приблизно 3348 джоулів тепла за 5 хвилин при силі струму 2 Ампера.