Спиральная никелиновая проволока, через которую пропускается ток силой 2 А при напряжении 2 В, опущена в 1 л керосина. На сколько градусов нагреется керосин за 10 мин?

Предыдущий
вопрос Следующий
вопрос

Чтобы решить эту задачу, нам нужно воспользоваться формулой для расчета теплового эффекта от электрического тока:

Q = I^2 R t,

где Q - количество выделившейся теплоты, I - сила тока, R - сопротивление проводника, t - время.

Сначала найдем сопротивление проволоки. Для никелиновой проволоки общая формула выглядит как R = ρ * L / S, где ρ - удельное сопротивление материала, L - длина проводника, S - площадь поперечного сечения проводника.

Для никелиновой проволоки удельное сопротивление равно 150 нΩ * м, площадь поперечного сечения проволоки можно расчитать используя размер проволоки. Допустим площадь проволоки равна 1 мм² (в этом случае сопротивление равно 150 мОм).

Теперь можем подставить все значения в формулу:

Q = (2 А)^2 0,15 Ом 600 с = 360 Дж.

Теперь найдем изменение температуры керосина. Для этого воспользуемся формулой:

Q = mcΔT,

где m - масса керосина, c - удельная теплоемкость керосина (примерно 2000 Дж / кг * °C), ΔT - изменение температуры.

Зная, что 1 л керосина весит примерно 800 г, можем найти массу керосина m = 0,8 кг.

Подставляем все значения в формулу:

360 Дж = 0,8 кг 2000 Дж / кг °C * ΔT,

ΔT = 360 Дж / (0,8 кг 2000 Дж / кг °C) ≈ 0,225 °C.

Таким образом, керосин нагреется на примерно 0,225 °C за 10 минут.