Контрольные задания > Задача 1 (кипятильник, работа и теплота) Электрический нагреватель имеет спираль из нихрома длиной 10 м и площадью поперечного сечения 0,25 мм². Удельное сопротивление нихрома 1,1 Ом- мм²/м. Нагреватель включён в сеть 220 В на 6 минут. Найдите: 1. Сопротивление спирали. 2. Силу тока в нагревателе. 3. Количество теплоты, выделившееся за 6 минут. 4. Работу электрического тока за это же время. Сравните её с количеством теплоты.
Вопрос:

Задача 1 (кипятильник, работа и теплота) Электрический нагреватель имеет спираль из нихрома длиной 10 м и площадью поперечного сечения 0,25 мм². Удельное сопротивление нихрома 1,1 Ом- мм²/м. Нагреватель включён в сеть 220 В на 6 минут. Найдите: 1. Сопротивление спирали. 2. Силу тока в нагревателе. 3. Количество теплоты, выделившееся за 6 минут. 4. Работу электрического тока за это же время. Сравните её с количеством теплоты.

Смотреть решения всех заданий с листа

Ответ:

Решение:

Для решения этой задачи будем использовать формулы для расчета сопротивления, силы тока, количества теплоты и работы электрического тока.

1. Сопротивление спирали.

Для расчета сопротивления используем формулу:

R = ρ * (L / S)

Где:

  • R – сопротивление (Ом)
  • ρ – удельное сопротивление материала (Ом·мм²/м)
  • L – длина проводника (м)
  • S – площадь поперечного сечения (мм²)

Подставим значения:

R = 1,1 Ом·мм²/м * (10 м / 0,25 мм²) = 44 Ом

2. Силу тока в нагревателе.

Силу тока найдем, используя закон Ома:

I = U / R

Где:

  • I – сила тока (А)
  • U – напряжение (В)
  • R – сопротивление (Ом)

Подставим значения:

I = 220 В / 44 Ом = 5 А

3. Количество теплоты, выделившееся за 6 минут.

Количество теплоты, выделяемое в проводнике, рассчитывается по закону Джоуля-Ленца:

Q = (U * I * t)

Где:

  • Q – количество теплоты (Дж)
  • U – напряжение (В)
  • I – сила тока (А)
  • t – время (с)

Сначала переведем время из минут в секунды:

t = 6 минут * 60 секунд/минуту = 360 секунд

Подставим значения:

Q = 220 В * 5 А * 360 с = 396000 Дж = 396 кДж

4. Работу электрического тока за это же время. Сравните её с количеством теплоты.

Работа электрического тока рассчитывается по той же формуле, что и количество теплоты, так как в данном случае вся работа тока идет на нагревание:

A = U * I * t

A = 220 В * 5 А * 360 с = 396000 Дж = 396 кДж

Сравнение: Работа электрического тока (A) равна количеству теплоты (Q), так как электрический нагреватель преобразует электрическую энергию полностью в тепловую.

Финальный ответ:

  • 1. Сопротивление спирали: 44 Ом
  • 2. Сила тока в нагревателе: 5 А
  • 3. Количество теплоты, выделившееся за 6 минут: 396 кДж
  • 4. Работа электрического тока за это же время равна количеству теплоты.
ГДЗ по фото 📸