Скільки тепла виділиться спіраллю протягом 5 хвилин при силі струму 2 А, якщо виготовлено спіраль з ніхромового дроту
Разъяснение: Тепло, выделяемое в спирале, можно вычислить с помощью закона Джоуля-Ленца. Данный закон утверждает, что мощность выделения тепла пропорциональна сопротивлению проводника, силе тока и квадрату силы тока:
P = I^2 * R
Где P — мощность выделения тепла в ваттах, I — сила тока в амперах, R — сопротивление проводника в омах.
Сначала мы должны вычислить сопротивление проводника. Для этого нам понадобятся его длина (L) и площадь поперечного сечения (A). Формула для расчета сопротивления проводника:
R = ρ * (L / A)
Где R — сопротивление проводника, ρ — удельное сопротивление материала проводника, L — длина проводника, A — площадь поперечного сечения проводника.
В данной задаче сопротивление проводника nехромового дротика можно найти, зная его длину (2 м) и диаметр (0,5 мм). Первым шагом нам нужно вычислить площадь поперечного сечения проводника:
A = π * (d/2)^2
Где A — площадь поперечного сечения проводника, π — число пи (приближенно равно 3.14), d — диаметр проводника.
После нахождения площади поперечного сечения проводника, мы можем использовать значения силы тока (2 А), длины проводника (2 м) и площади поперечного сечения (вычисленной) для вычисления сопротивления проводника. Зная сопротивление, мы можем использовать закон Джоуля-Ленца, чтобы найти мощность выделения тепла.
Пример использования:
Дано: сила тока (I) = 2 А, длина проводника (L) = 2 м, диаметр проводника (d) = 0,5 мм.
1. Вычисляем площадь поперечного сечения проводника:
A = π * (0,5 мм / 2)^2
A ≈ 0,196 мм^2
2. Вычисляем сопротивление проводника:
R = ρ * (2 м / 0,196 мм^2)
3. Подставляем значения сопротивления и силы тока в закон Джоуля-Ленца:
P = (2 А)^2 * R
4. Вычисляем мощность выделения тепла:
P = 4 * R
Совет: Для лучшего понимания и запоминания формул и шагов решения задачи, рекомендуется еще раз внимательно прочитать материал о законе Джоуля-Ленца и практиковаться в решении подобных задач. Также стоит обратить внимание на точность использования и округления значений при вычислениях, чтобы получить точный ответ.
Упражнение: Как изменится количество выделенного тепла, если сила тока увеличится в 2 раза, а время протекания тока уменьшится в 3 раза? Учесть все необходимые формулы и данные.