Дано:
tt = 5 мин = 300 с
mm = 0.2 кг
T_1T
1
= 14°C
T_2T
2
= 100°C -- температура кипения воды
II = 2 А
cc = 4200 Дж/(кг·°С) -- удельная теплоемкость воды
Найти:
U=?U=?
Чтобы нагреть воду массой mm от температуры T_1T
1
до температуры T_2T
2
необходимо затратить количество теплоты равное:
Q = mc \Delta T = mc(T_2 - T_1)Q=mcΔT=mc(T
2
−T
1
) .
С другой стороны, по закону Джоуля-Ленца при прохождении тока II в электрокипятельнике за время tt выделяется следующее количество теплоты:
Q = IUtQ=IUt .
Приравняв полученные выражения можем выразить необходимое напряжение:
\begin{lgathered}mc(T_2 - T_1) = IUt\\ U = \dfrac{mc(T_2 - T_1)}{It}\end{lgathered}
mc(T
2
−T
1
)=IUt
U=
It
mc(T
2
−T
1
)
Проведем численный расчет:
U = \dfrac{0.2 \cdot 4200 \cdot (100-14)}{2 \cdot 300} = \dfrac{72240}{600} =120.4 \; \text{B}U=
2⋅300
0.2⋅4200⋅(100−14)
=
600
72240
=120.4B
ответ: 120.4 В.
1)
R = U / I
R = 127 В / 0,02 А = 6350 Ом
ответ: R = 6350 Ом
2)
P = UI
I = U/R
I = 220 В / 110 Ом = 2 А
P = 220 В * 2 А = 440 Вт
ответ: I = 2A, P = 440 Вт
3)
R = pl/S
l = R * S / p
l = 10 Ом * 2,5 мм² / 0,017 Ом*мм²/м ≈ 1471 м
ответ: l = 1471 м
4)
R общ = R / 3
R общ = 330 Ом / 3 = 110 Ом
I общ = I1 + I2 + I3
I общ = 0,3 А + 0,3 А + 0,3 А = 0,9 А
U = I*R
U = 0,3 А * 110 Ом = 33 В
ответ: R общ = 110 Ом, I общ = 0,9 А, U = 33 В
1)
R = U/I
R = 220 В / 5 А = 44 Ом
ответ: R = 44 Ом
2)
Q = I²*R*t
Q = (6 А) ² * 20 Ом * 600 c = 432 000 Дж
ответ: Q = 432 кДж
3)
R = p * l / S
R = 0,1 Ом*мм²/м * 100 000 м / 50 мм² = 200 Ом
ответ: 200 Ом
4)
U1 = I1*R1
U1 = 2 А * 200 Ом = 400 В
U1 = U2
U2 = I2*R2
I2 = U2/R2
I2 = 400 В / 400 Ом = 1 А
R общ = R1 * R2 / R1 + R2
R общ = 400 Ом * 200 Ом / 600 Ом = 133 Ом
ответ: I2 = 1 A, R общ = 133 Ом
