Теплова дія струму. Закон Джоуля-Ленца.

1. Зі збільшенням у провіднику сили струму кількість теплоти, що виділяється *

а) збільшується

б) зменьшується

в) не змінюється

г) спочатку збільшується, потім залишається незмінною

2. Чому в плавких запобіжниках не використовують залізний дріт замість свинцевого?

а) бо свинцева дротина легша

б) бо свинцева дротина має низьку температуру плавлення

в) бо свинцева дротина має менший опір

г) бо свинцева дротина дешевша

3. Три дроти: сталевий, мідний та ніхромовий з'єднали послідовно і приєднали до джерела струму. Довжини дротів, а також площі їх перерізу однакові. У якому дроті виділяється найбільша кількість теплоти? *

а) у сталевому

б) мідному

в) ніхромовому

г) однакова

4.Як можна регулювати температуру нагрівника?

а) змінити час нагрівання

б) змінити силу струму в нагрівальному елементі

в) не можна регулювати

г)змінити ізоляцію

5. Нагрівальні елементи виготовляють

а) з будь-яких провідників

б) з малим питомим опором

в) з низькою температурою плавлення

г) з великим питомим опором

д) з високою температурою плавлення

6. Робота всіх електричних нагрівників грунтується на

а) хімічній дії струму

б) тепловій дії струму

в) механічній дії струму

г) магнітній дії струму

7. Визначіть кількость теплоти, що виділиться у провіднику опором 5 Ом протягом 10 с, якщо сила струму у колі 3А. *

...

8. Сила струму в нагрівальному елементі електричної праски становить 5А, опір елемента 40 Ом. Яка кількість теплоти виділяється в нагрівальному елементі за 5 хв.? (в кДж) *

...

9. Обчисліть потужність струму, якщо за 3с в провіднику виділяється 15 Дж теплоти *

...

10. Обчисліть кількість теплоти, що виділяється в електричній лампочці за 5с., якщо сила струму 3А, а напруга 6В. *

...​​

В данной задаче рассматривается 4 процесса: 1. Нагревание льда, 2. Плавление льда, 3. Нагревание воды, 4. Парообразование воды. Количество теплоты при нагревании находят по формуле:

Q=cm(t2-t1). Подставим числа и получим:

Q1=4200×2,5(0-(-20))=210000 Дж. Q при плавлении находят так:

Q=лямбда (буква)m. Лямбда - удельная теплота плавления=3,4×10^5 Дж/кг. Подcтавим числа:

Q2=3,4×10^5×2,5=8,5×10^5 Дж/кг. При нагревании используем первую формулу и получим:

Q3=4200×2,5×(100-0)=1050000 Дж. Для парообразоаания необходимм формула:

Q=lm. l - удельная теплота плавления=2,3×10^6 Дж/кг. Найдём по формуле Q:

Q4=2,3×10^6×2,5=5,75×10^6 Дж. Найдём общее Q:

Q=Q1+Q2+Q3+Q4

Q=210000+850000+1050000+5750000=7860000. Это ответ, выразим его в МДж:

ответ: Q=5,75 МДж.

В радиатор  водяного отопления в комнату Деда Мороза поступило 100 кг воды при температуре 80 0С. А обратная подача воды была при температуре 60 0С. Сколько теплоты отняла комната Деда Мороза?

Дано:

mгр = 100 кг

с =4200 Дж/кг 0С

t1 = 80 0С

t2 = 60 0С

Q = ?

При остывании воды освобождается энергия

Q = mc(t1 - t2)

Q = mc(t1 - t2) = 100 кг*4200 Дж/кг 0С (80 0С - 60 0С) =  8400000 Дж = 8400 кДж

ответ:  Q = 8400 кДж

2.Какое количество теплоты пошло на приготовление на Северном Полюсе питьевой воды изо льда для Деда Мороза,массой 10 кг, взятого при температуре (-20 °С), если температура должна быть равной 15 °С? Удельная теплоемкость льда 2100 Дж / (кг · °С), температура его плавления 0 °С, удельная теплота плавления 340 кДж/кг, удельная теплоемкость воды 4200 Дж / (кг · °С).

Дано:

mгр = 10 кг

св =4200 Дж/кг 0С

с л= 2100 Дж/кг 0С

t1 = -20 0С

t2 = 0 0С

t3 = 15 0С

λ = 340 кДж/кг = 340000 Дж/кг

Q = ?

Сначала нужно нагреть лед до температуры плавления

Q1 = сm(t2 -t1) = 2100 Дж/(°С*кг)*10 кг*(0 + 20) = 420000Дж

Лед прежде всего должен расплавиться:

Q1 = λm

Q 1= λm = 340000 Дж/кг*10 кг = 3400000 Дж

Для нагревания воды, полученной изо льда, необходимо:

Q2 = сm(t3 - t2) = 4200 Дж/(°С*кг)*10 кг*(15 °С - 0 °С) = 630000 Дж

Общее количество теплоты:

Q = Q 1 + Q2 +Q3 = 420000Дж + 3400000Дж + 630000Дж = 4450000 Дж = 4450 кДж

ответ: Q = 4450 кДж