Яку кількість нікелінового дроту потрібно намотати на порцеляновий циліндр діаметром 1.5 см, щоб створити кип ятильник
Яку кількість нікелінового дроту потрібно намотати на порцеляновий циліндр діаметром 1.5 см, щоб створити кип"ятильник здатний закипати 1.2 л води за 10 хвилин при вихідній температурі 10 °C? Припускаючи ККД установки рівним 60%, діаметр дроту - 0.8 мм, кип"ятильник розрахований для напруги.
Лисичка123 50
Для решения данной задачи, нам необходимо вычислить длину никелинового проволоки, которую необходимо намотать на порцеляновый цилиндр.Шаг 1: Вычисление объема воды, которую необходимо закипятить.
Объем воды, которую необходимо закипятить, равен 1.2 л.
Шаг 2: Определение изменения температуры воды.
Температура воды изменяется с 10 °C до точки кипения при 100 °C, что составляет изменение в 90 °C.
Шаг 3: Вычисление количества теплоты, необходимого для закипания воды.
Количество теплоты, необходимое для закипания воды, можно определить с использованием формулы:
Q = m * C * ΔT,
где Q - количество теплоты, m - масса вещества, C - удельная теплоемкость, ΔT - изменение температуры.
Масса воды m равна ее объему, умноженному на ее плотность. Удельная теплоемкость воды C равна 4.186 Дж/(г°C).
Шаг 4: Вычисление количества выделяющейся энергии.
КПД (коэффициент полезного действия) установки составляет 60%, что равно 0.6.
Количество выделяющейся энергии можно определить с помощью формулы:
E = Q / КПД.
Шаг 5: Вычисление работы проволоки.
Для создания количества энергии E с использованием электрической энергии необходимо выполнить работу. Работу проволоки можно вычислить с использованием формулы:
W = E * U,
где W - работа, E - количество энергии, U - напряжение.
Шаг 6: Нахождение длины никелинового дрота.
Длину никелинового проволоки можно определить с помощью формулы:
L = W / (ρ * A),
где L - длина проволоки, W - работа, ρ - удельное сопротивление материала проволоки, A - площадь поперечного сечения проволоки.
Шаг 7: Определение удельного сопротивления никелиновой проволоки.
Удельное сопротивление никелиновой проволоки составляет 0.000011 Ωмм²/мм.
Шаг 8: Вычисление площади поперечного сечения проволоки.
Площадь поперечного сечения проволоки можно определить с помощью формулы:
A = π * r²,
где A - площадь поперечного сечения проволоки, r - радиус проволоки.
Шаг 9: Вывод результата.
Подставим все известные значения в формулы и произведем необходимые вычисления, чтобы определить необходимую длину никелинового дрота.
Давайте проделаем все расчеты по шагам.