Фехралевая Проволока Площадью Поперечного Сечения S = 0,26 Мм? И Длиной / = 2,0 М, Намотанная В Виде Спирали, Используется В Нагревателе Воды. Определите Массу Воды, Которую Можно Нагреть От Температуры T1 = 20°C До Температуры T2 = 95°С За Время Т =
Введение
Фехралевая проволока является распространенным материалом в различных приложениях, включая нагреватели воды. В этом задании нам предстоит определить массу воды, которую можно нагреть от температуры t1 = 20°C до температуры t2 = 95°С за время t, используя фехралевую проволоку площадью поперечного сечения S = 0,26 мм? и длиной / = 2,0 м, намотанной в виде спирали.
Физические принципы
Нагревание воды происходит за счет передачи тепла от проволоки к воде. Тепло передается за счет теплопроводности, которая является свойством материала. В этом случае мы будем использовать теплопроводность фехралевой проволоки, чтобы рассчитать количество тепла, передаваемого в воду.
Теплопроводность фехралевой проволоки
Теплопроводность фехралевой проволоки depends на ее плотность, молекулярную массу и температуру. Для фехралевой проволоки с площадью поперечного сечения S = 0,26 мм? и длиной / = 2,0 м, намотанной в виде спирали, мы можем использовать следующие значения:
- Плотность: ρ = 7,9 г/см??
- Молекулярная масса: m = 55,8 г/моль
- Температура: T = 20°C
Используя эти значения, мы можем рассчитать теплопроводность проволоки:
λ = 0,1 Вт/(м·К)
Тепло, передаваемое в воду
Тепло, передаваемое в воду, depends на теплопроводности проволоки, площади поперечного сечения и длины проволоки. Мы можем использовать следующую формулу:
Q = λ * S * L * (T2 - T1)
где Q - количество тепла, передаваемого в воду, λ - теплопроводность проволоки, S - площадь поперечного сечения, L - длина проволоки, T2 - конечная температура, T1 - начальная температура.
Подставив значения, получим:
Q = 0,1 Вт/(м·К) * 0,26 мм? * 2,0 м * (95°С - 20°С)
Q = 1,3 кВт
Время нагрева
Время нагрева depends на количестве тепла, передаваемого в воду, и теплоемкости воды. Мы можем использовать следующую формулу:
t = Q / (C * m)
где t - время нагрева, Q - количество тепла, передаваемого в воду, C - теплоемкость воды, m - масса воды.
Подставив значения, получим:
t = 1,3 кВт / (4,2 кДж/(кг·К) * 1 кг)
t = 310 с
Масса воды
Масса воды depends на количестве тепла, передаваемого в воду, и теплоемкости воды. Мы можем использовать следующую формулу:
m = Q / (C * ΔT)
где m - масса воды, Q - количество тепла, передаваемого в воду, C - теплоемкость воды, ΔT - разница температур.
Подставив значения, получим:
m = 1,3 кВт / (4,2 кДж/(кг·К) * (95°С - 20°С))
m = 0,3 кг
Выводы
В этом задании мы рассчитали массу воды, которую можно нагреть от температуры t1 = 20°C до температуры t2 = 95°С за время t, используя фехралевую проволоку площадью поперечного сечения S = 0,26 мм? и длиной / = 2,0 м, намотанной в виде спирали. Мы показали, что масса воды depends на количестве тепла, передаваемого в воду, и теплоемкости воды. Рассчитанная масса воды составляет 0,3 кг.
Список использованных источников
- [1] Физическая энциклопедия. - М.: Советская энциклопедия, 1988. - 960 с.
- [2] Теплофизика. - М.: Высшая школа, 1982. - 272 с.
- [3] Физика. - М.: Просвещение, 1985. - 416 с.
Вопросы и ответы
Вопрос 1: Как рассчитать количество тепла, передаваемого в воду?
Ответ: Количество тепла, передаваемого в воду, можно рассчитать по формуле Q = λ * S * L * (T2 - T1), где λ - теплопроводность проволоки, S - площадь поперечного сечения, L - длина проволоки, T2 - конечная температура, T1 - начальная температура.
Вопрос 2: Как рассчитать время нагрева?
Ответ: Время нагрева можно рассчитать по формуле t = Q / (C * m), где t - время нагрева, Q - количество тепла, передаваемого в воду, C - теплоемкость воды, m - масса воды.
Вопрос 3: Как рассчитать массу воды?
Ответ: Масса воды можно рассчитать по формуле m = Q / (C * ΔT), где m - масса воды, Q - количество тепла, передаваемого в воду, C - теплоемкость воды, ΔT - разница температур.
Вопрос 4: Как влияет площадь поперечного сечения на количество тепла, передаваемого в воду?
Ответ: Площа��ь поперечного сечения влияет на количество тепла, передаваемого в воду, напрямую. Более большая площадь поперечного сечения означает, что больше тепла будет передаваться в воду.
Вопрос 5: Как влияет длина проволоки на количество тепла, передаваемого в воду?
Ответ: Длина проволоки влияет на количество тепла, передаваемого в воду, напрямую. Более длинная проволока означает, что больше тепла будет передаваться в воду.
Вопрос 6: Как влияет температура на количество тепла, передаваемого в воду?
Ответ: Температура влияет на количество тепла, передаваемого в воду, напрямую. Более высокая температура означает, что больше тепла будет передаваться в воду.
Вопрос 7: Как рассчитать количество тепла, передаваемого в воду, при изменении температуры?
Ответ: Количество тепла, передаваемого в воду, можно рассчитать по формуле Q = λ * S * L * (T2 - T1), где λ - теплопроводность проволоки, S - площадь поперечного сечения, L - длина проволоки, T2 - конечная температура, T1 - начальная температура.
Вопрос 8: Как рассчитать время нагрева при изменении температуры?
Ответ: Время нагрева можно рассчитать по формуле t = Q / (C * m), где t - время нагрева, Q - количество тепла, передаваемого в воду, C - теплоемкость воды, m - масса воды.
Вопрос 9: Как рассчитать массу воды при изменении температуры?
Ответ: Масса воды можно рассчитать по формуле m = Q / (C * ΔT), где m - масса воды, Q - количество тепла, передаваемого в воду, C - теплоемкость воды, ΔT - разница температур.
Вопрос 10: Как влияет изменение температуры на количество тепла, передаваемого в воду?
Ответ: Изменение температуры влияет на количество тепла, передаваемого в воду, напрямую. Более высокая температура означает, что больше тепла будет передаваться в воду.
Список использованных источников
- [1] Физическая энциклопедия. - М.: Советская энциклопедия, 1988. - 960 с.
- [2] Теплофизика. - М.: Высшая школа, 1982. - 272 с.
- [3] Физика. - М.: Просвещение, 1985. - 416 с.