За який час можна нагріти 1,5 л води від 20° C до 80° С, якщо через спіраль нагрівника опором 31,5 Ом проходить струм 10 А? Втратами теплоти знехтувати.

Дано:
V=1,5*10^{-3} м^3
T_1=293\;K
T_2=353\;K
R=31,5 Ом
I=10\;A
Знайти: t

Кількість теплоти, створеної нагрівником, дорівнює кількості теплоти, отриманої водою.

Q_1=Q_2              (1)

Q_1=I^2Rt            (2)

де Q_1,\;I,\;R,\;t - відповідно кількість теплоти нагрівника, сила струму, опір нагрівника, час.

Q_2=Cm(T_2-T_1)            (3)

де Q_2,\;C,\;m,\;T_2,\;T_1 - відповідно кількість теплоти, отриманої водою, питома теплоємність води, маса води, кінцева і початкова абсолютна температура води.

m=\rho V           (4)

де m,\;\rho,\;V - відповідно маса води, густина води, об'єм води.

Підставим (4) в (3)

Q_2=C\rho V(T_2-T_1)             (5)

Згідно (1) кількості теплоти (2) і (5) однакові, тоді праві частини (2) і (5) дорівнють одна одній.

I^2Rt=C\rho V(T_2-T_1)                 (6)

t=\frac{C\rho V(T_2-T_1)}{I^2R}                    (7)




t=\frac{4200*1000*1,5*10^{-3}*(353-293)}{10^2*31,5}=120\;c  

Відповідь:  за 120 секунд, тобто за 2 хвилини.

Буду вдячний, якщо скажете добре слово "дякую" у коментарі. Це надихає допомогати вам і надалі. 

Коментарі

  1. Відповіді
    1. І я Вам дякую! Дуже приємно, що Ви підтримали сайт добрим словом. Це дуже важливо.

      Видалити
  2. Вибачте, що це таке і звідки ми це взяли?T1=293K
    T2=353K. Це температура? Але тоді чому 293 К і 353 К, та що таке К?

    ВідповістиВидалити
    Відповіді
    1. У системі одиниць СІ температура вимірюється у градусах Кельвіна. Позначаються ці градуси просто літерою К. Щоб перевести температуру із звичних нам градусів Цельсія у градуси Кельвіна, потрібно до градусів Цельсія додати число 273. У фізиці є поняття температури абсолютного нуля. Цей нуль градусів по Кельвіну відповідає мінус 273 градусам по Цельсію. Таким чином у нас виходить початкова температура у градусах Кельвіна: 20+273=293 К, кінцева температура: 80+273=535 К.

      Видалити

Дописати коментар

Тут можна залишити коментар або звернення