Стальной провод длиной 10 см и поперечным сечением 3 мм? подключили к напряжению 220 В. Определите количество тепловой энергии, выделившийся...
Условие:
Решение:
Для определения количества тепловой энергии, выделившейся в проводе, можно использовать закон Джоуля-Ленца. Согласно этому закону, количество выделившейся тепловой энергии пропорционально сопротивлению провода, квадрату силы тока и времени.
Сначала определим сопротивление провода. Для этого воспользуемся формулой:
R = ρ * (L / A),
где R - сопротивление провода, ρ - удельное сопротивление материала провода, L - длина провода, A - поперечное сечение провода.
Удельное сопротивление стали составляет около 0,1 Ом * мм² / м, что равно 0,1 Ом * 10⁻⁶ м² / м = 10⁻⁵ Ом * м.
Теперь можем вычислить сопротивление провода:
R = 10⁻⁵ Ом * м * (10 см / (3 мм * 10⁻³ мм / м)) = 10⁻⁵ Ом * м * (10 см / 3) = 10⁻⁵ Ом * м * 3,33 м = 3,33 * 10⁻⁵ Ом.
Теперь определим силу тока, используя закон Ома:
I = U / R,
где I - сила тока, U - напряжение.
I = 220 В / (3,33 * 10⁻⁵ Ом) = 6,61 * 10⁶ А.
Теперь можем вычислить количество тепловой энергии:
Q = I² * R * t,
где Q - количество тепловой энергии, t - время.
Q = (6,61 * 10⁶ А)² * (3,33 * 10⁻⁵ Ом) * (10 мин * 60 с / 1 мин) = 1,47 МДж.
Таким образом, количество тепловой энергии, выделившейся в проводе за 10 минут, составляет около 1,47 МДж.
