К одному медному цилиндру проводником длиной 40 м приложили некоторую разность потенциалов. Определить разность потенциалов, если через 15 с проводник нагрелся на 16 градусов цельсия изменением сопротивления проводника и рассеянием тела при его нагревании пренебречь
More Questions From This User See All
Answers & Comments
-Ленца: Q=U*I*t, где U - искомое напряжение, I - ток в цилиндре, t - промежуток времени, в течение которого протекает ток.
Из этой формулы и будем искать сопротивление.
2) С другой стороны, для нагревания проводника на некоторое количество градусов T2-T1, требуется затратить тепло Q2=mc(T2-T1), где m - масса тела, c - теплоемкость меди, T2-T1=16 градусов Целья (по условию задачи).
3) Приравняем правые части уравнений (1) и (2), т.к. Q=Q2
U*I*t=m*c*(T2-T1) => U=m*c*(T2-T1)/(I*t)
4) остались неизвестными ток I и масса m. Будем искать:
m=ro*V, где ro - плотность меди, V - объем цилиндра.
V=h*S, где h - высота цилиндра (или длина провода), S - площадь поперечного сечения.
I=U/R - закон Ома, R=r*h/S, где r - удельное сопротивление меди, h - длина провода (или в нашем случае высота цилиндра)/
5) подставляем все в формулу (3)
U=ro*h*S*c*(T2-T1)/(U*S*t/(r*h))
сокращаем S, U переносим в левую часть уравнения (будет U в квадрате), итого:
U*U=ro*h*h*r*c*(T2-T1)/t
Подставляем h=40 м, ro=8920 кг/м3, r=17нОм*м, с=385 Дж/(кг*К), t=15с
U*U=99.6 В*В
U=9.98В =примерно равно = 10 В
Ответ: 10В
PS: за U*U я обозначил U в квадрате (также и h*h)