Ип'ятильник з ККД 80 % виготовлений з ніхромового дроту перерізом 0,84 мм і включений у мережу з напругою 220 В. За 20 хв з його допомогою було нагріто 4 л води від 10 °С до 90°C. Яка довжина дроту, з якого виготовлений кип'ятильник?
Ип'ятильник з ККД 80 % виготовлений з ніхромового дроту перерізом 0,84 мм і включений у мережу з напругою 220 В. За 20 хв з його допомогою було нагріто 4 л води від 10 °С до 90°C. Яка довжина дроту, з якого виготовлений кип'ятильник?
Похожие вопросы
Не можешь разобраться в этой теме?
Обратись за помощью к экспертам
Гарантированные бесплатные доработки в течение 1 года
Быстрое выполнение от 2 часов
Проверка работы на плагиат
Поможем написать учебную работу
Для розв'язання цієї задачі можна використати рівняння Фур'є:
Q = m c ΔT
де
Q - теплова енергія, що потрібна для нагрівання води
m - маса води
c - теплоємність води
ΔT - зміна температури
Маса води:
m = V * p
де
V - об'єм води
p - густина води
Теплоємність води:
c = 4186 Дж/кг*°C
Підставимо дані у вихідне рівняння:
Q = m c ΔT
Q = V p c * ΔT
Розрахуємо масу води:
m = 4 кг * 1000 г/кг = 4000 г
Тепер розрахуємо теплову енергію:
Q = 4000 г 4186 Дж/кг°C * (90°C - 10°C) = 1 204 800 Дж
Далі використовуємо рівняння для визначення потужності:
P = Q / t
де
P - потужність
t - час нагрівання
P = 1 204 800 Дж / (20 хв * 60 с) = 1004 Вт
Знайдемо силу струму:
P = U * I
I = P / U
I = 1004 Вт / 220 В = 4,56 А
Використаємо закон Ома для розрахунку опору ніхромового дроту:
R = U / I
R = 220 В / 4,56 А = 48,25 Ом
Далі вирахуємо довжину дроту за допомогою формули:
R = ρ * L / S
де
ρ - специфічний опір матеріалу (для ніхрому складає приблизно 1,1 10^-6 Омм)
S - площа перерізу дроту
L = R S / ρ
L = 48,25 Ом (0,84 мм)^2 / (1,1 10^-6 Омм) = 0,32 м
Отже, довжина дроту, з якого виготовлений кип'ятильник, приблизно 0,32 метрів.