 |
|
|
|
|
|
|
|
|
Вступительное задание.
Открытые уроки. Учебники по физике. Задачи по физике. Справочник по физике. Вопросы и консультации. Рефераты. Олимпиады и турниры по физике. Современная физика. Весёлая наука. Воскресная школа. Уголок крохобора. Не только физика. Директория ссылок. Репетиторы. Малая академия наук. . |
Предыдущие страницы смотрите здесь. Пожалуйста, очень прошу, помогите решить задачи!!! Задача 1.
Сейчас это называется законом Джоуля – Ленца. Воспользовавшись законом Ома можно получить еще две формулы, описывающие закон Джоуля – Ленца:
Какое из этих трех уравнений нам следует использовать? Первым уравнением удобно пользоваться, когда не меняется сила тока. Это не наш случай. В первый раз мы подключаем одну спираль сопротивлением Что делать? Решить задачу нельзя, а решить надо! Задачу надо упростить! Мы сознательно предполагаем: 1 – подводящие провода не имеют сопротивления, и потому падения напряжения на них не происходит, 2 – сопротивление спиралей не меняется от температуры. Тогда задача становится тривиальной. Мощность одной спирали, подключенной к напряжению
а мощности нагревателя с параллельно и последовательно включенными спиралями равны, соответственно:
Решив эти уравнения, получим, что
Задача 2. Энергия, полученная кипятильником из сети, равна
где Энергия, пошедшая на нагрев воды, равна
где масса воды равна КПД кипятильника
Сила тока в цепи найдете из соотношения
Чтобы найти стоимость израсходованной энергии, следует
|
.
.
, второй раз мы подключаем две спирали параллельно, общее сопротивление будет 
, в третий раз мы подключим две спирали последовательно – общее сопротивление равно 
. Ясно, что ток через нагревательный элемент будет разный. По этой же причине нас не устроит и второе уравнение. Итак, мы с трех раз угадали, что нам нужно пользоваться третьим уравнением, выражающим закон Джоуля – Ленца. Но и здесь не все просто, а точнее совсем не просто. Токи в спиралях будут разными, следовательно, спирали будут нагреваться до разных температур, а из-за зависимости сопротивления от температуры мы не сможем так просто вычислить 
и 
. Необходимо знать материал спирали или термический коэффициент сопротивления материала спирали, надо знать температуры спиралей. Всего этого нет, и потому решить эту задачу невозможно. И это не какие – то небольшие поправки, сопротивление из-за температуры может меняться в разы. В одном из экспериментов я использовал этот эффект, чтобы измерять температуру вольфрамовой проволочки в реакторе. А затем я приспособился по изменению сопротивления следить за скоростью химической реакции, протекающей на поверхности проволочки. И это все было возможно из-за большой зависимости сопротивления вольфрама от температуры. Составитель этой задачи, по-видимому, не занимался измерениями высоких температур внутри реакторов. Кроме того, есть еще одна причина, по которой нельзя решить эту задачу. Из-за того, что токи в нагревательном элементе разные, будут разными и падения напряжения в подводящих проводах. Поэтому будут разными и напряжения на нагревательном элементе, а у нас нет данных, чтобы учесть этот эффект.
равна
,
.
.
,
– мощность кипятильника, 
- время нагрева.
,
, 
- плотность воды, 
- ее объем.
равен
.
.
, выраженное в кВт/ч, помножить на тариф. Не думаю, что вы получите правильный результат, так как тариф в условии задачи уж очень условный. Я плачу сейчас 96 копеек за 1 кВт/ч, а у меня на кухне электрическая плита, поэтому у меня льготный тариф. В домах, где стоят газовые плиты, тариф в два раза больше. А себестоимость 1 кВт/ч на Саяно-Шушенской ГЭС 6 копеек. Но это не проблемы физики. Это наши проблемы, а во всем виноват…..