Задача по физике Нагревательный элемент, выполненный из железного проводника длиной 10 м с удельным сопротивлением 10^-7 ом*м подключают к источнику постоянного напряжения 12В. Плотность железа 7800 кг/м^3, а его теплоемкость 460 Дж/кг*C. Пренебрегая теплопотерями, определите время, за которое элемент нагревается на дельта T 40 градусов. после подключения его к источнику питания. Ответ выразите в секундах, округлив до целых.
Задача по физике Нагревательный элемент, выполненный из железного проводника длиной 10 м с удельным сопротивлением 10^-7 ом*м подключают к источнику постоянного напряжения 12В. Плотность железа 7800 кг/м^3, а его теплоемкость 460 Дж/кг*C. Пренебрегая теплопотерями, определите время, за которое элемент нагревается на дельта T 40 градусов. после подключения его к источнику питания. Ответ выразите в секундах, округлив до целых.
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 начала определим сопротивление нагревательного элемента:
R = p*L/S, где p - удельное сопротивление, L - длина элемента, S - площадь поперечного сечения проводника.
Для проводника с круглым сечением:
S = π*d^2/4, где d - диаметр проводника.
Теперь найдем площадь поперечного сечения проводника:
d = 2sqrt(S/π) => S = π(d/2)^2 = π(0.00316/2)^2 = 7.8510^-6 м^2.
R = 10^-7 10 / 7.8510^-6 = 0.1272 Ом.
Мощность нагревателя:
P = U^2 / R = 12^2 / 0.1272 = 1130.03 Вт.
Количество теплоты, необходимое для нагревания элемента на 40 градусов:
Q = mcΔT, где m - масса элемента, c - теплоемкость железа, ΔT - изменение температуры.
m = pV, где p - плотность железа, V = SL - объем элемента.
m = 7800 7.8510^-6 * 10 = 0.06132 кг.
Q = 0.06132 460 40 = 1128.64 Дж.
Время нагрева:
t = Q / P = 1128.64 / 1130.03 = 0.998 секунд.
Ответ: время, за которое элемент нагреется на 40 градусов, составит 1 секунду.