В электропаяльнике при напряжении 220 в возникает ток силой 0,2 А. Какое количество олова, взятого при...

Тематика Физика
Уровень 10 - 11 классы
электропаяльник ток напряжение КПД теплоемкость температура плавления олово удельная теплота плавления расплавление время физика термодинамика
0

в электропаяльнике при напряжении 220 в возникает ток силой 0,2 А. Какое количество олова, взятого при 22 С, можно расплавить за 2 мин, если КПД паяльника 90 % ? Удельная теплоемкость олова 230 Дж/кг * К, его удельная теплота плавления 59 000 Дж/кг . температура плавления олова 232 С.

avatar
задан 5 месяцев назад

3 Ответа

0

Для решения данной задачи необходимо определить количество теплоты, необходимое для плавления указанного количества олова.

Сначала определим массу олова, которую можно расплавить за 2 минуты при данном напряжении и токе:

P = UI, где P - мощность паяльника, U - напряжение, I - ток P = 220 * 0,2 = 44 Вт

Это мощность, которую паяльник тратит на расплавление олова. Учитывая КПД в 90%, реальная мощность, идущая на плавление олова, будет составлять:

P_реальная = P КПД = 44 0,9 = 39,6 Вт

Теперь определим количество теплоты, необходимое для плавления 1 кг олова:

Q = c m Δt + m * L, где Q - количество теплоты, m - масса олова, c - удельная теплоемкость олова, Δt - изменение температуры, L - удельная теплота плавления олова

При плавлении олова изменение температуры равно разнице между температурой плавления и температурой, при которой берется олово 23222=210К

Подставим известные значения и найдем массу олова, которую можно расплавить за 2 минуты:

39,6 = 230 m 210 + m * 59000 39,6 = 48300m + 59000m 39,6 = 107300m m = 0,000369 кг = 0,369 г

Таким образом, за 2 минуты при данном напряжении и токе можно расплавить 0,369 г олова.

avatar
ответил 5 месяцев назад
0

Для расплавления олова нужно количество теплоты, равное умножению массы олова на его удельную теплоту плавления.

Сначала найдем массу олова, которое можно расплавить за 2 минуты: Электропаяльник работает с КПД 90%, значит 10% энергии идет на потери. Таким образом, мощность, используемая для плавления олова, составляет 90% от общей мощности: P = U I = 220 В 0,2 А = 44 Вт Значит, за 2 минуты 120секунд паяльник потратит 44 Вт * 120 с = 5280 Дж энергии.

Теперь найдем массу олова: Q = m c ΔT m = Q / (c ΔT) = 5280 Дж / (230 Дж/кг К * 23222 К) ≈ 0,15 кг

Теперь найдем количество олова, которое можно расплавить за 2 минуты: Q = m * L m = Q / L = 5280 Дж / 59000 Дж/кг ≈ 0,09 кг

Таким образом, за 2 минуты можно расплавить примерно 0,09 кг олова.

avatar
ответил 5 месяцев назад
0

Чтобы решить эту задачу, нужно определить, какое количество тепла выделяет паяльник и затем рассчитать, какое количество олова можно расплавить с учетом этого количества тепла и КПД устройства.

  1. Рассчитаем мощность, выделяемую паяльником.

Мощность P электрического устройства определяется по формуле: P=U×I где: U=220В — напряжение, I=0,2А — сила тока.

P=220В×0,2А=44Вт

  1. Рассчитаем количество тепла, выделяемое паяльником за 2 минуты.

Количество энергии, выделяемое за время t, определяется формулой: Qвыделяемое=P×t где t=2мин=120с.

Qвыделяемое=44Вт×120с=5280Дж

  1. Учитываем КПД паяльника.

Тепло, которое реально используется для нагревания и плавления олова, с учетом КПД, рассчитывается по формуле: [ Q{\text{полезное}} = \eta \times Q{\text{выделяемое}} ] где η=0,9 — КПД.

Qполезное=0,9×5280Дж=4752Дж

  1. Рассчитаем количество олова, которое можно расплавить.

Для этого необходимо сначала нагреть олово до температуры плавления, а затем расплавить его.

  • Удельная теплоемкость олова c=230Дж/кгК.
  • Удельная теплота плавления олова λ=59000Дж/кг.
  • Начальная температура t1=22С.
  • Температура плавления t2=232С.

Общее количество тепла, необходимое для нагрева и плавления массы m олова, можно найти по формуле: Qнеобходимое=m×c×(t2t1)+m×λ

Так как ( Q{\text{полезное}} = Q{\text{необходимое}} ), мы можем записать: 4752=m×230×(23222)+m×59000

Решим это уравнение для m: 4752=m×230×210+m×59000

4752=48300m+59000m

4752=107300m

m=4752107300

m0,0443кг

Таким образом, за 2 минуты можно расплавить примерно 44,3 грамма олова, используя данный паяльник.

avatar
ответил 5 месяцев назад

Ваш ответ

Вопросы по теме