Содержание
10.71. Сколько надо заплатить за пользование электрической энергией в месяц (30 дней), если ежедневно в течение времени τ = 6 ч горят две 120-вольтовых лампочки, потребляющие ток I = 0,5 А? Кроме того, ежедневно кипятится объём V = 3 л воды. Начальная температура воды t0 = 10°C. Стоимость 1 кВт*ч энергии принять равной 4 коп. К.п.д. нагревателя η = 80%.
10.72. Электрический чайник, содержащий объем V = 600 см3 воды при t0 = 9 °С, забыли выключить. Сопротивление нагревателя чайника R = 160м. Через какое время τ после включения вода в чайнике выкипит? Напряжение в сети U = 120 В, к.п.д. нагревателя η = 60%.
10.73. В ртутном диффузионном насосе в единицу вре¬мени испаряется масса mτ = 100 г/мин ртути. Каково должно быть сопротивление R нагревателя насоса, если он включается в сеть напряжением U = 127 В? Удельная теплота парообразования ртути q = 296 кДж/кг.
10.74. В цепь, состоящую из медного провода площадью поперечного сечения S1 = 3 мм2, включен свинцовый предохранитель площадью поперечного сечения S2 = l мм2. На какое повышение температуры Δt1 медного провода при коротком замыкании цепи рассчитан предохранитель? Считать, что при коротком замыкании вследствие кратковре-менности процесса все выделившееся тепло идет на нагревание цепи. Начальная температура предохранителя t0 = 17°С.
10.75. Найти количество теплоты Qτ , выделяющееся в единицу времени в единице объема медного провода при плотности тока j = 300 кА/м2.
10.76. Найти токи в отдельных ветвях мостика Уитстона при условии, что через гальванометр идет ток Iг = 0. Э.д.с. элемента ε = 2 В, сопротивления R1 = 30 Ом, R2 = 45 Ом и R3 = 200 Ом.
10.77. Э.д.с. элементов ε1 = 2,l В и ε2 = 1,9 В, сопротивления R1 = 45 Oм, R2 = 10 Ом и R3 = 10 Ом. Найти токи во всех участках цепи.
10.78. Какая разность потенциалов U получается на зажимах двух элементов, включенных параллельно, если их э.д.с. ε1 = l,4 В и ε2 = 1,2 В и внутренние сопротивления r1 = 0,6 Ом и r2 = 0,4 Ом?
10.79. Два элемента с одинаковыми э.д.с. ε1 = ε2 = 2 В и внутренними сопротивлениями r1 = r2 = 0,5 Ом замкнуты на внешнее сопротивление R. Через элемент с э.д.с. ε1 течет ток I1 = 2 А. Найти сопротивление R и ток I2, текущий через элемент с э.д.с. ε2 . Какой ток I течет через сопротивление R?
10.80. Два элемента с одинаковыми э.д.с. ε1 = ε2 = 4 В и внутренними сопротивлениями r1 = 1 Ом и r2 = 2 Ом замкнуты на внешнее сопротивление R. Через элемент с э.д.с. ε1 течет ток I1 = 1 А. Найти сопротивление R и ток I2, текущий через элемент с э.д.с. ε2 . Какой ток I течет через сопротивление R?
Выдержка из текста
10.73. В ртутном диффузионном насосе в единицу времени испаряется масса mτ = 100 г/мин ртути. Каково должно быть сопротивление R нагревателя насоса, если он включается в сеть напряжением U = 127 В? Удельная теплота парообразования ртути q = 296 кДж/кг.
Решение:
Количество тепла, необходимое для испарения ртути, определяется выражением:
Q = q*m (1).
С другой стороны, по закону Джоуля-Ленца:
Q = I*U*τ (2).
Приравняем выражения (1) и (2), получим:
q*m = I*U*τ.
Отсюда сила тока нагревателя насоса равна:
I = q*m / U*τ = q*mτ / U.
Из закона Ома для участка цепи сопротивление нагревателя насоса равно:
R = U/I = U2/q*mτ = 32,69 Ом.
Ответ: R = U2/q*mτ = 32,69 Ом.
Список использованной литературы
Валентина Сергеевна Волькенштейн