Автор Тема: Через сколько времени закипит?  (Прочитано 6930 раз)

0 Пользователей и 1 Гость просматривают эту тему.

Оффлайн Антон Огурцевич

  • Ветеран
  • *****
  • Сообщений: 2401
  • Рейтинг: +5/-0
  • Пространство переходит во время, как тело в душу.
Через сколько времени закипит?
« : 25 Января 2016, 00:02 »
В схеме (рис. 9) ЭДС батареи Е = 120 В, R2 = 10 Ом,  В -электрический чайник. Амперметр показывает I = 2 А. Через сколько времени закипит V = 0,5 л воды, находящейся в чайнике при начальной температуре t1 = 4 °C? Сопротивлением батареи и амперметра пренебречь. КПД чайника η = 76%. Сделать рисунок.
« Последнее редактирование: 26 Января 2016, 21:06 от Сергей »

Оффлайн Сергей

  • Ветеран
  • *****
  • Сообщений: 2256
  • Рейтинг: +0/-0
Re: Через сколько времени закипит?
« Ответ #1 : 26 Января 2016, 20:35 »
Решение.
Определим сопротивление нагревательного элемента, используем закон Ома для полной цепи.
\[ I=\frac{E}{{{R}_{1}}+{{R}_{2}}+r}\ \ \ (1),\ r=0,\ {{R}_{1}}+{{R}_{2}}=\frac{E}{I},\ {{R}_{1}}=\frac{E}{I}-{{R}_{2}},\ {{R}_{1}}=\frac{120}{2}-10=50. \]
Определим массу воды в чайнике, ρ – плотность воды, ρ = 1000 кг/м3.
 
m = ρ∙V   (2), m = 1000 кг/м3 ∙0,5∙10-3 м3 = 0,5 кг.
Определим через сколько времени закипит вода, с = 4200 Дж/(кг∙°С), с – удельная теплоемкость воды, t2 = 100 °С, t2 – температура кипения воды.
\[ \begin{align}
  & \eta =\frac{Q}{A}\ \ \ (3),\ Q=c\cdot m\cdot ({{t}_{2}}-{{t}_{1}})\ \ \ (4),\ A={{I}^{2}}\cdot {{R}_{1}}\cdot \tau \ \ \ (5),\ \eta =\frac{c\cdot m\cdot ({{t}_{2}}-{{t}_{1}})}{{{I}^{2}}\cdot {{R}_{1}}\cdot \tau }, \\
 & \ \tau =\frac{c\cdot m\cdot ({{t}_{2}}-{{t}_{1}})}{{{I}^{2}}\cdot {{R}_{1}}\cdot \eta },\ \tau =\frac{4200\cdot 0,5\cdot (100-4)}{{{2}^{2}}\cdot 50\cdot 0,76}=1326,3. \\
\end{align} \]
Ответ: 1326,3 с = 22,1 мин.

« Последнее редактирование: 06 Февраля 2016, 07:28 от alsak »

 

Sitemap 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20 21 22 23 24