1. ...
  2. ...
  3. ...
  4. Решение задачи на тему: «За какое время можно расплавить 1 кг тающего льда, используя спираль из нихро- м...»
Решение задачи

За какое время можно расплавить 1 кг тающего льда, используя спираль из нихро- мовой проволоки длиной 70 см и площадью поперечного сечения 0...

Сопротивление материалов

Условие:

За какое время можно расплавить 1 кг тающего льда, используя спираль из нихро- мовой проволоки длиной 70 см и площадью поперечного сечения 0,01 мм2, расчитан- ной на напряжение 220 В? Считать, что на плавление льда идёт 70% всей энергии, выделенной проводником с током.

Решение:

Для решения этой задачи нам понадобится использовать закон Джоуля-Ленца, который гласит, что тепловая мощность, выделяемая проводником с током, пропорциональна квадрату силы тока и сопротивлению проводника.

Сначала найдем сопротивление проводника. Для этого воспользуемся формулой:

R = ρ * (L / S),

где R - сопротивление проводника, ρ - удельное сопротивление нихромовой проволоки, L - длина проводника, S - площадь поперечного сечения проводника.

Удельное сопротивление нихромовой проволоки составляет около 1,1 * 10^-6 Ом * мм^2 / м. Переведем площадь поперечного сечения проводника в метры:

S = 0,01 мм^2 = 0,01 * 10^-6 м^2.

Подставим значения в формулу:

R = 1,1 * 10^-6 Ом * мм^2 / м * (70 см / 0,01 * 10^-6 м^2) = 1,1 * 10^-6 Ом * мм^2 / м * 7 * 10^6 м / м^2 = 7,7 Ом.

Теперь найдем мощность, выделяемую проводником с током. Для этого воспользуемся формулой:

P = I^2 * R,

где P - мощность, выделяемая проводником с током, I - сила тока, R - сопротивление проводника.

Мощность, выделяемая проводником, равна 70% от всей энергии, выделенной проводником с током. Поэтому:

P = 0,7 * I^2 * R.

Так как напряжение равно 220 В, то сила тока можно найти по формуле:

I = U / R,

где U - напряжение, R - сопротивление проводника.

Подставим значения:

I = 220 В / 7,7 Ом = 28,57 А.

Теперь найдем мощность:

P = 0,7 * (28,57 А)^2 * 7,7 Ом = 0,7 * 816,33 Вт = 571,43 Вт.

Тепловая мощность, выделяемая проводником с током, равна 571,43 Вт.

Для расчета времени, необходимого для расплавления 1 кг льда, воспользуемся формулой:

Q = m * L,

где Q - количество теплоты, необходимое для расплавления 1 кг льда, m - масса льда, L - удельная теплота плавления льда.

Удельная теплота плавления льда составляет около 334 кДж/кг.

Подставим значения:

Q = 1 кг * 334 кДж/кг = 334 кДж.

Тепловая мощность, выделяемая проводником с током, равна 571,43 Вт. Теплота, выделяемая проводником за время t, равна P * t.

Подставим значения:

334 кДж = 571,43 Вт * t.

Переведем кДж в Вт:

334 кДж = 334 * 10^3 Вт.

Теперь найдем время:

334 * 10^3 Вт = 571,43 Вт * t.

t = (334 * 10^3 Вт) / 571,43 Вт = 584,6 с.

Таким образом, для расплавления 1 кг льда при использовании спирали из нихромовой проволоки длиной 70 см и площадью поперечного сечения 0,01 мм^2, рассчитанной на напряжение 220 В, потребуется примерно 584,6 секунды.

Похожие работы

Попробуй и другие функции

  • ИИ для любых учебных целей

    • Научит решать задачи

    • Поможет решать задачи

    • Исправит ошибки в решении

    • Ответит на вопросы за минуту

    Попробовать
  • База готовых рефератов

    • Свыше 1,2 млн работ

    • Больше 160 предметов

    • Работы написали студенты вместе с AI

    • База ежедневно обновляется

    Попробовать

Решения по другим предметам