Какое количество теплоты выделится в никелиновом проводнике длинной 2м и сечением 0,1мм при силе тока 2Ампера за 5 минут?
Какое количество теплоты выделится в никелиновом проводнике длинной 2м и сечением 0,1мм при силе тока 2Ампера за 5 минут?
Для расчета количества выделенной теплоты в никелиновом проводнике необходимо использовать закон Джоуля-Ленца, который утверждает, что количество выделившейся теплоты пропорционально сопротивлению проводника, квадрату силы тока и времени.
Сначала найдем сопротивление проводника по формуле R = ρ * L / S, где ρ - удельное сопротивление никелина, L - длина проводника, S - площадь сечения проводника.
Удельное сопротивление никелина составляет примерно 7.81 10^-8 Омм. Подставляем данные: R = 7.81 10^-8 2 / (0.1 * 10^-3) = 1.562 Ом.
Теперь используем формулу для расчета количества выделенной теплоты: Q = I^2 R t, где I - сила тока, R - сопротивление проводника, t - время.
Подставляем значения: Q = 2^2 1.562 5 * 60 = 1874.4 Дж = 1.8744 кДж.
Таким образом, в никелиновом проводнике длиной 2м и сечением 0,1мм при силе тока 2Ампера за 5 минут выделится 1.8744 кДж теплоты.
Для того чтобы определить количество теплоты, выделяющееся в никелиновом проводнике, необходимо воспользоваться законом Джоуля-Ленца. Этот закон гласит, что количество теплоты ( Q ), выделяющееся в проводнике с сопротивлением ( R ) при прохождении через него электрического тока ( I ) за время ( t ), определяется формулой: [ Q = I^2 R t ]
Для начала нам нужно рассчитать сопротивление проводника. Сопротивление ( R ) проводника можно определить по формуле: [ R = \rho \frac{L}{S} ]
где:
Площадь поперечного сечения проводника ( S ) можно найти, зная диаметр или радиус сечения. В данном случае сечение задано в квадратных миллиметрах ( 0.1 \, \text{мм}^2 ).
Подставим значения в формулу для сопротивления: [ R = 0.4 \, \Omega \cdot \frac{2 \, \text{м}}{0.1 \times 10^{-6} \, \text{м}^2} = 0.4 \cdot 2 \cdot 10^7 \, \Omega = 8 \times 10^6 \, \Omega ]
Теперь, зная сопротивление, силу тока и время, можем найти количество теплоты. Время нужно перевести в секунды: [ t = 5 \, \text{мин} \times 60 \, \text{с/мин} = 300 \, \text{с} ]
Подставим все значения в формулу закона Джоуля-Ленца: [ Q = I^2 R t = 2^2 \cdot 8 \times 10^6 \cdot 300 ]
Рассчитаем: [ Q = 4 \cdot 8 \times 10^6 \cdot 300 = 32 \times 10^6 \cdot 300 = 9600 \times 10^6 \, \text{Дж} = 9.6 \times 10^9 \, \text{Дж} ]
Таким образом, количество теплоты, выделяющееся в никелиновом проводнике за 5 минут, составляет ( 9.6 \times 10^9 ) Джоулей.
Для расчета количества теплоты, выделяемого в проводнике, используем формулу: Q = I^2 R t
Где: Q - количество теплоты I - сила тока (2 А) R - сопротивление проводника t - время (5 минут = 300 секунд)
Сопротивление проводника можно найти по формуле: R = ρ * (L / A)
Где: ρ - удельное сопротивление никелина L - длина проводника (2 м) A - площадь сечения проводника (0,1 мм = 0,1 * 10^-3 м)
Подставив все значения в формулы, можно найти количество выделившейся теплоты.
