Question

Сколько витков никелевой проволоки надо намотать на форфоровый цилиндр диометром 1,5см ,чтобы сделать кипятильник в котором за 10 минут закипает 1,2 л воды взятой при t 10' КПД установки 60 % . Диаметр проволоки 0.2 мм ; напряжение 100 В

Answer 1

W- пол-полезная W полн- полная

Answer 2

Для расчета количества витков необходимых намотать на форфоровый цилиндр, чтобы сделать кипятильник, нужно использовать формулу:

N = (P * t) / (U * I)

где: N - количество витков проволоки P - мощность кипятильника (в ваттах) t - время, за которое закипает вода (в секундах) U - напряжение (в вольтах) I - сила тока (в амперах)

Для начала нужно найти мощность кипятильника. Для этого воспользуемся формулой:

P = Q / t

где: P - мощность кипятильника (в ваттах) Q - количество теплоты, необходимое для закипания воды (в джоулях) t - время, за которое закипает вода (в секундах)

Количество теплоты можно найти с помощью формулы:

Q = m * c * ΔT

где: Q - количество теплоты (в джоулях) m - масса воды (в килограммах) c - удельная теплоемкость воды (принимаем равной 4.18 Дж/(г·°C)) ΔT - изменение температуры (в градусах Цельсия)

В нашем случае, масса воды равна 1.2 литрам или 1.2 килограмма (плотность воды примерно равна 1 г/см^3). Изменение температуры равно 100 - 10 = 90 градусов Цельсия.

Теперь можем вычислить мощность кипятильника:

P = (1.2 * 4.18 * 90) / 600 = 0.755 Вт

Также известно, что КПД установки равно 60%. Это означает, что только 60% энергии, потребляемой от источника питания, используется для нагрева воды. То есть, сила тока равна:

I = P / (U * КПД) = 0.755 / (100 * 0.6) = 0.0126 А

Теперь можем использовать первую формулу для расчета количества витков:

N = (0.755 * 600) / (100 * 0.0126) = 357.14 витков

Таким образом, необходимо намотать около 357 витков никелевой проволоки на форфоровый цилиндр диаметром 1.5 см, чтобы сделать кипятильник, в котором за 10 минут закипает 1.2 литра воды, взятой при температуре 10 градусов Цельсия, с КПД установки 60%, при напряжении 100 В.