Кипятильник включен и на нем выделяется тепло Q=UI^2*t по закону Джоуля-Ленца. Воды нет,значит выделившееся тепло идет на нагрев металла из которого изготовлен кипятильник, обычно алюминий. Температура плавления алюминия 660 градусов Цельсия, а масса использованого алюминия несколько сот грамм. Т.е чтобы он расплавится потребуется Q= Q1+Q2= cm(t2-20)+лm=0,1*880(660-20)+380000*0,1=94320 Дж.При напряжении в сети 220 В и силе тока не более 8 А( предохранители в квартирах рассчитаны, в основном, на 8А), То чтобы выделилось количество тепла при котором кипятильник расплавится потребуется времени t=Q/UI ^2=94320/(220*8*8)=7 секунд минимальное время разрушения. Сначала плавится изоляционная обмотка между проводами внутри кипятильника и происходит короткое замыкание.
Пусть Q - подводимая в единицу времени (секунду) энергия, тогда, используя уравнение Q*dt=c*m*dT, получаем: 1. За 10 минут (600 с) 600*Q=с*m*50 (1) 2. За x с x*Q=c*m*162, откуда х/600=162/50, x=1944 c - время нагрева от 70С до 232 С. Итого энергия подводилась в течение 10+83=93 мин = 5580 с, из которых в течении 600+1944=2544 с тело нагревалось и в течение 5580-2544=3036 с плавилось. За время плавления к телу подведена энергия Q*3036=L*m=59000*m, откуда Q=19,43*m. Подставляя это выражение в уравнение (1) и сокращая на m, получаем с=600*19,43/50=233,16 Дж/(кг*К)
0,0(0 оценок)
Полный доступ
Позволит учиться лучше и быстрее. Неограниченный доступ к базе и ответам от экспертов и ai-bota
Оформи подписку
