Question

1. Как называется газовый разряд, из-за которого в высоковольтных электрических сетях несут потери электроэнергии? А: Дуговой Б: Тлеющий В: Коронный Г: Искровой 2. Какое количество теплоты выделится в волоске электрической лампы накаливания в течение 1 ч, если лампа потребляет ток силой 1 А при напряжении 110 В? А: 407 кДж Б: 396 кДж В: 285 кДж Г: 174 кДж 3. Во время электролиза стальную деталь площадью поверхности 800 см2 было покрыто слоем никеля толщиной 54 мкм. При какой силе тока проходил процесс, если электролиз длился 4 ч ? А: 5,6 А Б: 7,8 А В: 6,7 А Г: 8,9 А 4. Определите, какой длины нужно взять никелевую проволоку с площадью поперечного сечения 0,84мм2 , чтобы изготовить нагреватель на 220 В, при помощи которого можно нагреть 2 л воды от 20°C до температуры кипения за 10 минут при КПД 80%. А: 36 м Б: 58 м В: 47 м Г: 69 м

Answer 1

1. Газовый разряд, из-за которого в высоковольтных электрических сетях несут потери электроэнергии, называется коронным разрядом. При высоком напряжении воздух вокруг проводов начинает ионизироваться, что приводит к образованию светящейся оболочки вокруг проводов, и это сопровождается потерями энергии.

2. Для расчета количества теплоты, выделяющейся в электрической лампе, используем закон мощности: \( P = VI \), где \( P \) - мощность, \( V \) - напряжение, \( I \) - ток.

Теплота \( Q \), выделяющаяся за время \( t \), равна \( Q = Pt \).

В данном случае, \( V = 110 \) В, \( I = 1 \) А, \( t = 1 \) час \( = 3600 \) секунд.

Подставим значения: \( P = VI = 110 \times 1 = 110 \) Вт.

Теплота \( Q = Pt = 110 \times 3600 = 396000 \) Дж. Ответ: Б: 396 кДж.

3. Площадь поверхности, покрытой никелем, равна 800 см². Переведем ее в м²: \( S = 800 \) см² \( = 0.08 \) м².

Толщина слоя никеля \( d = 54 \) мкм \( = 54 \times 10^{-6} \) м.

Объем слоя никеля \( V = S \times d = 0.08 \times 54 \times 10^{-6} = 4.32 \times 10^{-6} \) м³.

Плотность никеля \( \rho = 8900 \) кг/м³.

Масса металла \( m = \rho \times V = 8900 \times 4.32 \times 10^{-6} \) кг.

Время электролиза \( t = 4 \) часа \( = 14400 \) сек.

Ток \( I = \frac{q}{t} \), где \( q \) - заряд, равный массе металла \( m \) умноженной на заряд элементарного электрона \( e \).

\( I = \frac{m \cdot e}{t} \).

Подставим значения и решим уравнение для \( I \): \( I = \frac{8900 \times 4.32 \times 10^{-6} \times 1.6 \times 10^{-19}}{14400} \).

Получаем \( I \approx 5.6 \) А. Ответ: А: 5.6 А.

4. Количество теплоты, необходимое для нагрева воды, можно рассчитать по формуле \( Q = mc\Delta T \), где \( m \) - масса воды, \( c \) - удельная теплоемкость воды, \( \Delta T \) - изменение температуры.

В данном случае, \( m = 2 \) кг (2 литра воды), \( c \approx 4.18 \) кДж/(кг·°C) (удельная теплоемкость воды), \( \Delta T = 100°C - 20°C = 80°C \).

Теплота, необходимая для нагрева воды, равна \( Q = 2 \times 4.18 \times 80 = 668 \) кДж.

Учитывая КПД \( \eta = 0.8 \), эффективная теплота, выделяющаяся в проволоке, будет \( Q_{\text{эфф}} = \frac{Q}{\eta} = \frac{668}{0.8} = 835 \) кДж.

Теплота, выделяющаяся в проволоке, связана с потребляемой мощностью и временем работы: \( Q_{\text{пров}} = Pt \).

Подставим известные значения: \( Pt = 835 \), \( P = VI \). Выразим ток \( I \) из уравнения мощности: \( I = \frac{P}{V} \).

Подставим это в уравнение для \( Q_{\text{пров}} \): \( Q_{\text{пров}} = \frac{VI}{V}t \). Сократим \( V \): \( Q_{\text{пров}} = It \).

Теперь подставим значения: \( 835 = I \times 220 \times 10 \), откуда \( I \approx 3.8 \) А.

Длина проволоки \( l \) связана с сопротивлением проводника \( R \) и током \( I \) по формуле \( R = \frac{\rho l}{S} \), где \( \rho \) - удельное сопротивление материала, \( S \) - площадь поперечного сечения.

Раскроем формулу и выразим \( l \): \( l = \frac{RS}{\rho} \).

Подставим известные значения: \( l = \frac{3.8 \times 220 \times 10}{(0.84 \times 10^{-6})} \).

Решим уравнение, получим \( l \approx 58 \) м. Ответ: Б: 58 м.