Объяснение:
Дано:
U=270 B
R2 = 12 Ом
R4 = 22 Ом
R5 = 16 Ом
R6 = 10 Ом
L2 = 14 мГн
L3 = 8 мГн
C1 = 11 мкФ
C3 = 22 мкФ
ν = 50 Гц
_________
1)
Находим активное сопротивление цепи:
R = R2+R4+R5+R6 = 12+22+16+10 = 60 Ом
2)
Находим реактивные сопротивления катушек:
XL = XL2+XL3 = 2π*ν*L2+2π*ν+L3 = 2π*ν*(L2+L3)=
=2*3,14*50*(14+8)*10⁻³ ≈ 69 Ом
3)
Находим реактивное сопротивление емкостей:
Xc = Xc1+Xc3 = 1 / (2π*ν*C1) + 1/(2π*ν*C3) = 1/(2π*ν)*(1/C1+1/C3) =
= 1/(2*3,14*50) * (1/11*10⁻⁶+1/22*10⁻6) ≈ 1/(2*3,14*50)*(1/11e-6+1/22e-6)≈434 Ом
4)
Находим общее сопротивление цепи:
Z = √ (R²+ (Xc-XL)²) = √ (60² + (434-69)²) ≈ 670 Ом
5)
Находим общий ток:
I = U / Z = 270 / 670 ≈ 0,4 А
6)
Находим активную мощность:
P =I²*R = 0,4²*60 = 9,6 Вт
7)
Ну а теперь последовательно находим напряжения на элементах цепи:
Резисторы:
U2 = I*R2 = 0,4*12 = 4,8 B
U4 = I*R4 = 0,4*22 = 8,8 B
U5 = I*R5 = 0,4*16 = 6,4 B
U6 = I*R6 = 0,4*10 = 4,0 B
На катушках:
UXL2 = 2*π*ν*L2*I = 2*3,14*50*14*10⁻³ *0,4 ≈ 1,8 B
Аналогично на XL3 (рассчитать самостоятельно!)
Напряжение на конденсаторах:
UXc1 = I*(1/(2π*ν*C) = 0,4*1/(2*3,14*50*11*10⁻⁶) ≈ 116 В
(Аналогично на другом конденсаторе рассчитать самостоятельно)
Электрическая схема:
1) Снег нагревается от -10°С до 0°С.
Для этого потребуется
Q₁=c₁mΔt₁
По спр-ку удельная теплоемкость c₁=2100 Дж/(кг·°С)
Q₁=2100*4(0-(-10))=84000 (Дж)
2) при нуле градусов снег тает (плавится), превращается в воду. Для этого процесса потребуется
Q₂=λm
По спр-ку удельная теплота плавления λ=3,4*10⁵ Дж/кг
Q₂=3,4*10⁵*4=1360000 (Дж)
3) Образовавшаяся вода нагревается от нуля до 100°С.
Необходимое количество теплоты
Q₃=c₂mΔt₂
По спр-ку удельная теплоемкость c₂=4200 Дж/(кг·°С)
Q₃=4200*4*(100-0)=1680000 (Дж)
Итак, общие затраты составят:
Q=Q₁+Q₂+Q₃
Q=84000+1360000+1680000=3124000 (Дж)
ответ: 3124 кДж (или 3,124 МДж)
