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

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 $232-22=210К$

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.

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 * $232-22$ 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.

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: $P=U\times I$ где: $U=220\text{В}$ — напряжение, $I=0,2\text{А}$ — сила тока.

$P=220\text{В}\times 0,2\text{А}=44\text{Вт}$

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

Количество энергии, выделяемое за время $t$, определяется формулой: $Q_{\text{выделяемое}}=P\times t$ где $t=2\text{мин}=120\text{с}$.

$Q_{\text{выделяемое}}=44\text{Вт}\times 120\text{с}=5280\text{Дж}$

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 $\eta =0,9$ — КПД.

$Q_{\text{полезное}}=0,9\times 5280\text{Дж}=4752\text{Дж}$

1. Рассчитаем количество олова, которое можно расплавить.

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

• Удельная теплоемкость олова $c=230\text{Дж/кг}\cdot \text{К}$.
• Удельная теплота плавления олова $\lambda =59000\text{Дж/кг}$.
• Начальная температура $t_1=22\text{С}$.
• Температура плавления $t_2=232\text{С}$.

Общее количество тепла, необходимое для нагрева и плавления массы $m$ олова, можно найти по формуле: $Q_{\text{необходимое}}=m\times c\times (t_2-t_1)+m\times \lambda$

Так как ( Q{\text{полезное}} = Q{\text{необходимое}} ), мы можем записать: $4752=m\times 230\times (232-22)+m\times 59000$

Решим это уравнение для $m$: $4752=m\times 230\times 210+m\times 59000$

$4752=48300m+59000m$

$4752=107300m$

$m=\frac{4752}{107300}$

$m\approx \mathrm{0,044}3\text{кг}$

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