Какую силу тока надо пропустить через железную проволоку длиной 1 м массой 1 кг, чтобы нагреть ее за 1 с до температуры плавления 1660?начальная температура 0 градусов

Предыдущий
вопрос Следующий
вопрос

Для решения данной задачи необходимо учитывать, что для нагрева проводника необходимо преодолеть теплоемкость и изменение температуры материала.

Рассчитаем теплоемкость проволоки:
Специфическая теплоемкость железа (Fe) составляет около 448 Дж/(кгК).
Теплоемкость проволоки: С = m c, где m - масса проволоки, c - теплоемкость материала
С = 1 кг 448 Дж/(кгК) = 448 Дж/К

Определим тепло, необходимое для нагрева проволоки:
Q = m c ΔT, где ΔT - изменение температуры
ΔT = 1660 - 0 = 1660 К
Q = 1 кг 448 Дж/(кгК) * 1660 К = 744320 Дж

Это количество тепла электрической энергии преобразуется в тепло, согласно закону сохранения энергии:
Q = I^2 R t, где I - сила тока, R - сопротивление провода, t - время
R = ρ * l / A, где ρ - удельное сопротивление материала, l - длина провода, A - площадь поперечного сечения провода

Подставим все в формулу:
I^2 ρ l t = Q
I^2 ρ l t = 744320 Дж

Пусть провод имеет сечение 1 мм² (0.000001 м²) и удельное сопротивление железа 10.2 10^-8 Омм.
Площадь: A = 0.000001 м²
Удельное сопротивление: ρ = 10.2 10^-8 Омм

Подставим все значения:
I^2 10.2 10^-8 Омм 1 м 1 с = 744320 Дж
I^2 10.2 10^-8 Ом = 744320 Дж
I^2 = 744320 / (10.2 10^-8)
I = √(744320 / (10.2 * 10^-8))
I ≈ 639 А

Итак, сила тока, необходимая для нагрева железной проволоки длиной 1 м и массой 1 кг до температуры плавления 1660 градусов Цельсия за 1 секунду, составляет примерно 639 Ампер.