Как пользоваться Поиском

поиск по сайту
логин

пароль

регистрация     
забыли пароль?

Помощь сайту

Вопросы » Физика » в калориметр с водой (масса 200 гр) и плавающим в ней льдом

в калориметр с водой (масса 200 гр) и плавающим в ней льдом

создана: 24.02.2016 в 18:13
................................................

 

:

в калориметр с водой (масса 200 гр) и плавающим в ней льдом (масса 50 гр) опустили спираль из проволоки длиной 50 см и диаметром 0.6 мм. Через 15 минут вода нагрелась до температуры 40° С . Из какого материала изготовлена проволока спирали? КПД равен 80%. Напряжение в сети 12В

 ( +1436 ) 
24.02.2016 18:45
Комментировать Верное решение
(баллы:+3)

По закону Джоуля-Ленца теплота, выделенная спиралью с сопротивлением R при прохождении через неё тока I за время t, составляет Q=I2Rt. Из закона Ома следует, что I=U/R. Сопротивление равно R=ql/S, где q - удельное сопротивление проводника; l - его длина; S=πd2/4 - площадь сечения. Подставляя выражения в первую формулу, получаем Q = (U/R)2Rt = U2t/R = πd2U2t/(4ql).

Для плавления льда потребуется теплоты Q = L·mл, где L=3,4·105 Дж/кг - удельная теплота плавления льда; m - масса льда.

Затем для нагрева воды потребуется теплоты Q=c·mв·ΔT, где с=4,2·103 Дж/(кг·°С) - удельная теплоёмкость воды; mв - масса воды; ΔТ - изменение температуры

Учитывая, что КПД составляет 80%, т.е. на плавление льда и нагрев воды уйдёт только 80% энергии, выделенной спиралью, можно записать следующее уравнение:

πd2U2t/(4ql) = 0,8(L·mл+c·mв·ΔT)

Выражаем отсюда q:

q = πd2U2t/(4l·0,8(L·mл+c·mв·ΔT))

Так как лёд растаял, то масса воды будет mв=200+50=250 г = 0,25 кг

q=π·(0,6·10-3)2·122·900/(3,2·0,5·(3,4·105·0,05+4,2·103·0,25·40)) ≈ 1,55·10-6 (Ом·м)

Из таблицы удельных сопротивлений видно, что ближе всего к этому значению удельное сопротивление нихрома. Значит, проволока спирали изготовлена из нихрома.

Хочу написать ответ