Сколько витков никелиновой проволоки нужно навить на фарфоровый цилиндр диаметром 1,5 см, чтобы изготовить кипятильник, в котором за 10 мину

Question

Сколько витков никелиновой проволоки нужно навить на фарфоровый цилиндр диаметром 1,5 см, чтобы изготовить кипятильник, в котором за 10 минут закипает 1,2 л воды, взятой при температуре 20 С? КПД установки 63 %, диаметр проволоки 0,2 мм, напряжение в сети 160 В.

in progress 0
Jade 1 год 2021-09-23T12:23:53+00:00 1 Answers 2 views 0

Answers ( )

  1. Дано: 
     – никелиновая проволока  диаметром 0,2 мм, 
     – 
    фарфоровый цилиндр диаметром 1,5 см,
     – время
     10 минут,
     – объём 1,2 л воды, масса = 0,0012 м
    ³*1000 кг/м³ = 1,2 кг,
     – температуре 20
    °С, Δt = 20 K,
     – КПД установки 63 %,
     – напряжение в сети 160 В.

    Определяем количество тепла для нагрева:

    Количество теплоты, которое надо передать телу, чтобы нагреть его от одной температуры до другой, находят по следующей формуле:

    Q = cm(tк – tн)

    Здесь tк и tн — конечная и начальная температуры, m — масса вещества, c — его удельная теплоемкость.

    При температуре 20 градусов Цельсия и нормальном атмосферном давлении удельная теплоемкость воды равна 4183 Дж/(кг·град). При температуре 100°С эта величина достигает значения 4220 Дж/(кг·град).
    Примем среднее значение с = 4200 Дж/(кг*град).
    Получаем Q = 4200*1,2*(100-20) = 
    403200 Дж.
    С учётом кпд нагревателя Q = 

    403200/0,63 = 
    640000 Дж.
    Работа электрического тока A = UIt = (U
    ²/R)*t Дж.
    Отсюда находим сопротивление нагревателя:
    R = U²t/A = 160²*10*60/640000 = 


    24
    Ом.
    Удельное сопротивление никелиновой проволоки 
    ρ = 0,4 Ом*мм²/м.
    Длина L проволоки равна: L = R*S/ρ = 24*π*0,2²/(4*0,4) = 
    1,884956 м.
    Длина одного оборота проволоки вокруг фарфорового цилиндра равна:
     l = 
    πd = π*(0,015+0,0002) =  
    0,047752 м.
    Всего надо n = 1,884956/0,047752 = 39,47368
    витков.

Leave an answer

Browse

14:4+8*3-6:2*2+4:1 = ? ( )