Физика. Закон Ома, Джоуля-Ленца
1. Никелевая проволока пропускает ток 2 А при напряжении 2 В. Проволоку опустили в керосин объемом 1 л. За какое время керосин в результате этого нагрелся на 1,4 градусов Цельсия?
2. При изготовлении нагревательного прибора использовали никелевую проволоку длиной 6,15 м и площадью поперечного сечения 0,2 мм^2. На какое напряжение рассчитан данный нагреватель, если он способен за 5 минут нагреть 1 л воды с 20 градусов Цельсия до кипения?

Предыдущий
вопрос Следующий
вопрос

Для решения данной задачи нам необходимо найти количество теплоты, которое передается от нагревательного элемента керосину. Для этого воспользуемся формулой:

Q = I^2 R t

где Q - количество теплоты, переданное керосину (Дж)
I - сила тока (А)
R - сопротивление провода (ом), которое можно найти по закону Ома: R = U / I
t - время в секундах.

Подставим известные значения:

Q = 2^2 (2/2) t = 4 * t

Теплота, необходимая для нагрева керосина на 1,4 градусов Цельсия можно найти по формуле:

Q = mcΔT

где m - масса керосина (кг), c - удельная теплоемкость керосина (кДж/(кг*°C)), ΔT - изменение температуры (°C).

Дано, что объем керосина равен 1 л, что приблизительно равно 1 кг (учитывая плотность керосина примерно 1 кг/л). Удельная теплоемкость керосина c = 2,0 кДж/(кг*°C).

Q = 1 2 1,4 = 2,8 кДж

Теперь найдем время t:

4t = 2,
t = 2,8 / 4 = 0,7 секунд

Ответ: Керосин нагреется на 1,4 градусов Цельсия за 0,7 секунд.

Для решения данной задачи также воспользуемся законом Ома. Сопротивление проволоки можно найти по формуле:

R = ρ * L / A

где R - сопротивление проволоки (ом)
ρ - удельное сопротивление материала проволоки (ом*м)
L - длина проволоки (м)
A - площадь поперечного сечения проволоки (м^2).

Подставим данные:

R = (0,000018 * 6,15) / (0,0000002) = 0,554 ома

Теперь найдем напряжение:

U = I * R

Подставим известные значения:

U = 2 * 0,554 = 1,108 В

Ответ: Нагревательный прибор рассчитан на напряжение 1,108 В.