Яку кількість теплоти виділяється за 10 хвилин роботи електроплитки зі спіраллю з ніхрому завдовжки 30 метрів і площею поперечного перерізу 1,5 мм², підключеної до мережі напругою 220 В? а)13,2 кілоджоулів б) 132 кілоджоулів в) 1,32 мегаджоулів г) 13,2 мегаджоулів
Евгений
Для решения данной задачи нам понадобится формула для расчета количества выделившейся теплоты:
\[ Q = I^2 \cdot R \cdot t \]
где:
\( Q \) - количество теплоты (выражается в джоулях),
\( I \) - сила тока (в амперах),
\( R \) - сопротивление спирали (в омах),
\( t \) - время работы (в секундах).
Для начала, найдем силу тока:
\[ I = \frac{U}{R} \]
где:
\( U \) - напряжение (в вольтах),
\( R \) - сопротивление спирали (в омах).
Подставляем известные значения:
\[ I = \frac{220}{R} \]
Мы знаем, что спираль изготовлена из нихрома, и даны его параметры: длина спирали - 30 метров и площадь поперечного сечения - 1,5 мм². Чтобы найти сопротивление, воспользуемся формулой:
\[ R = \rho \cdot \frac{L}{S} \]
где:
\( R \) - сопротивление (в омах),
\( \rho \) - удельное сопротивление нихрома (\( 1,1 \times 10^{-6} \) Ом*м),
\( L \) - длина спирали (в метрах),
\( S \) - площадь поперечного сечения (в метрах квадратных).
Подставляем известные значения:
\[ R = \rho \cdot \frac{L}{S} = 1,1 \times 10^{-6} \cdot \frac{30}{1,5} \]
Теперь можем найти силу тока:
\[ I = \frac{220}{R} \]
Подставляем значение сопротивления:
\[ I = \frac{220}{1,1 \times 10^{-6} \cdot \frac{30}{1,5}} \]
Теперь можем рассчитать количество выделившейся теплоты, зная силу тока, сопротивление и время работы. В данной задаче время работы составляет 10 минут, что равно 600 секундам:
\[ Q = I^2 \cdot R \cdot t \]
Подставляем значения:
\[ Q = \left( \frac{220}{1,1 \times 10^{-6} \cdot \frac{30}{1,5}} \right)^2 \cdot 1,1 \times 10^{-6} \cdot \frac{30}{1,5} \cdot 600 \]
После выполнения всех необходимых вычислений, получим значение теплоты, выделившейся за 10 минут работы електроплитки с нихромовой спиралью. Округлим его до ближайшего десятичного:
\[ Q \approx 132 \, \text{кДж} \]
Таким образом, ответ на данную задачу будет: б) 132 килоджоуля.
\[ Q = I^2 \cdot R \cdot t \]
где:
\( Q \) - количество теплоты (выражается в джоулях),
\( I \) - сила тока (в амперах),
\( R \) - сопротивление спирали (в омах),
\( t \) - время работы (в секундах).
Для начала, найдем силу тока:
\[ I = \frac{U}{R} \]
где:
\( U \) - напряжение (в вольтах),
\( R \) - сопротивление спирали (в омах).
Подставляем известные значения:
\[ I = \frac{220}{R} \]
Мы знаем, что спираль изготовлена из нихрома, и даны его параметры: длина спирали - 30 метров и площадь поперечного сечения - 1,5 мм². Чтобы найти сопротивление, воспользуемся формулой:
\[ R = \rho \cdot \frac{L}{S} \]
где:
\( R \) - сопротивление (в омах),
\( \rho \) - удельное сопротивление нихрома (\( 1,1 \times 10^{-6} \) Ом*м),
\( L \) - длина спирали (в метрах),
\( S \) - площадь поперечного сечения (в метрах квадратных).
Подставляем известные значения:
\[ R = \rho \cdot \frac{L}{S} = 1,1 \times 10^{-6} \cdot \frac{30}{1,5} \]
Теперь можем найти силу тока:
\[ I = \frac{220}{R} \]
Подставляем значение сопротивления:
\[ I = \frac{220}{1,1 \times 10^{-6} \cdot \frac{30}{1,5}} \]
Теперь можем рассчитать количество выделившейся теплоты, зная силу тока, сопротивление и время работы. В данной задаче время работы составляет 10 минут, что равно 600 секундам:
\[ Q = I^2 \cdot R \cdot t \]
Подставляем значения:
\[ Q = \left( \frac{220}{1,1 \times 10^{-6} \cdot \frac{30}{1,5}} \right)^2 \cdot 1,1 \times 10^{-6} \cdot \frac{30}{1,5} \cdot 600 \]
После выполнения всех необходимых вычислений, получим значение теплоты, выделившейся за 10 минут работы електроплитки с нихромовой спиралью. Округлим его до ближайшего десятичного:
\[ Q \approx 132 \, \text{кДж} \]
Таким образом, ответ на данную задачу будет: б) 132 килоджоуля.
Знаешь ответ?