У какого проводника будет большее количество теплоты, если проводники из меди (ρ=0,017 Ом∙мм2/м), вольфрама (ρ=0,055

  • 2
У какого проводника будет большее количество теплоты, если проводники из меди (ρ=0,017 Ом∙мм2/м), вольфрама (ρ=0,055 Ом∙мм2/м) и нихрома (ρ=1,1 Ом∙мм2/м), имеют одинаковую длину и толщину и включены в цепь последовательно?
Сверкающий_Пегас
64
Чтобы определить, у какого проводника будет большее количество теплоты при последовательном соединении, нам нужно использовать закон Джоуля-Ленца, который говорит, что количество выделяемой энергии в проводнике пропорционально сопротивлению проводника и квадрату силы тока, проходящего через него. Формула для вычисления количества выделяющейся теплоты выглядит следующим образом:

\[Q = I^2 \cdot R \cdot t\]

где:
\(Q\) - количество выделяющейся теплоты в джоулях,
\(I\) - сила тока в амперах,
\(R\) - сопротивление проводника в омах,
\(t\) - время, в течение которого течет ток, в секундах.

Теперь рассмотрим каждый из проводников и вычислим количество выделяющейся теплоты.

Для меди:
\(\rho = 0,017 \, \text{Ом∙мм}^2/\text{м}\)

Так как у нас нет других данных об этих проводниках, установим произвольное значение силы тока равным 1 амперу и время равным 1 секунде для расчета количества выделяющейся теплоты.

Длина и толщина проводников в задаче не указаны, поэтому мы можем их проигнорировать, так как выбор проводника для выделения теплоты будет определяться только его сопротивлением.

Подставив значения в формулу, получаем:
\[Q_{\text{медь}} = (1 \, \text{А})^2 \cdot (0,017 \, \text{Ом∙мм}^2/\text{м}) \cdot 1 \, \text{с} = 0,017 \, \text{Дж}\]

Теперь рассмотрим вольфрам:
\(\rho = 0,055 \, \text{Ом∙мм}^2/\text{м}\)

Подставив значения в формулу, получаем:
\[Q_{\text{вольфрам}} = (1 \, \text{А})^2 \cdot (0,055 \, \text{Ом∙мм}^2/\text{м}) \cdot 1 \, \text{с} = 0,055 \, \text{Дж}\]

И, наконец, рассмотрим нихром:
\(\rho = 1,1 \, \text{Ом∙мм}^2/\text{м}\)

Подставив значения в формулу, получаем:
\[Q_{\text{нихром}} = (1 \, \text{А})^2 \cdot (1,1 \, \text{Ом∙мм}^2/\text{м}) \cdot 1 \, \text{с} = 1,1 \, \text{Дж}\]

Таким образом, мы получаем, что количество выделяющейся теплоты в меди составляет 0,017 Дж, в вольфраме - 0,055 Дж, а в нихроме - 1,1 Дж. Следовательно, наибольшее количество теплоты будет выделяться в нихроме.