Question

Температура однородного медного цилиндрического проводника длинной 10м в течении 57 с повысилась на 10К. Определить напряжение, которое было приложено к проводнику в это время. Изменением сопротивления проводника и рассеянием тепла при его нагревании пренебречь

Answer 1

Температура однородного медного цилиндрического проводника длинной 10м в течении 57 с повысилась на 10К. Определить напряжение, которое было приложено к проводнику в это время. Изменением сопротивления проводника и рассеянием тепла при его нагревании пренебречь

L=10 м

t=57 c

∆T= 10 K

U- ?

РЕШЕНИЕ

Количество тепла выделенное проводником по з-ну Дж-Ленца

Q1=U^2/R *t (1)

Сопротивление проводника длиной L

R=λL/S (2)

λ-удельное электрическое сопротивление меди =0.017 Ом*мм2/м=0.017*10^-6 Ом*м

S –поперечное сечение проводника

L-длина проводника

Подставим (2) в (1)

Q1=U^2/( λL/S) *t = U^2*S*t/( λL) (3)

Количество тепла полученное проводником от работы тока

Q2=сm∆T=cVp∆T=cLSp∆T (4)

С-удельная теплоемкость меди =400 Дж/кг*К

m-масса проводника

V-объем проводника

р-плотность меди =8920 кг/м3

по условию задачи потерь тепла нет, тогда

Q1=Q2

Приравняем  (3) и (4)

U^2*S*t/( λL)= cLSp∆T

U^2 =1/t *( cLp∆T)*( λL)=1/t *c λ p L^2*∆T

 

U=√(1/t *c λ p L^2*∆T)= √(1/57*400*0.017*10^-6*8920*10^2*10) = 1 В

 

Ответ напряжение 1 В