Необходимо довести до кипения за 2 минуты 5 л воды, взятой при температуре
20° С. Для изготовления кипятильника можно использовать никелиновую проволоку,
диаметр поперечного сечения которой 2 мм, и керамический цилиндр диаметром 7 см.
Напряжение в сети 220 В, коэффициент полезного действия процесса нагревания
принять равным 50 %. Определите, сколько витков проволоки нужно сделать на
цилиндр, чтобы вскипятить воду?
Ответы
Ответ дал:
0
Ответ:
59 витков
Объяснение:
Дано:
T = 2 мин = 120 с
m = 5 кг
с = 4200 Дж/(кг*°С)
t1 = 20°C
t2 = 100°C
η = 0.5 - КПД
p = 0.42 Ом*мм²/м (никелин)
S = πR² = π(2/2)² = π мм²
L = π*0.07 = 0.07π м - длина одного витка
U = 220 В
--------------
Количество теплоты, необходимой для нагревания:
Q = c*m*(t2−t1) = 4200*5*(100−20) = 1680000 Дж
Необходимая мощность нагревательного элемента равна:
N = (Q/T)/η = (1680000/120)/0.5 = 28000 Вт
N = U²/R
R = U²/N = 220²/28000 = 1.73 Ом
Сопротивление проводника:
R = (p*l)/S, отсюда получим длину проволоки:
l = (R*S)/p = 1.73*π/0.42 = 4.12π м
Тогда количество витков будет равно:
n = l/L = 4.12π / 0.07π = 59 витков
Вас заинтересует
1 год назад
1 год назад
1 год назад
7 лет назад
8 лет назад
8 лет назад