Электронагреватель, схема которого изображена на рисунке, состоит из четырёх одинаковых резисторов с сопротивлением 10 Ом каждый. Этот нагреватель подключили к источнику с напряжением 100 В и полностью погрузили в лёд массой 0,5 кг, находившийся при температуре 0 °С. Теплообменом с окружающей средой можно пренебречь. Удельная теплоёмкость воды равна 4,2 кДж/(кг·°С), удельная теплота плавления льда 330 кДж/кг, теплоёмкость самого нагревателя очень мала.
За какое время после включения нагревателя весь лёд растает? ответ выразите в секундах, округлите до десятых долей.
Каким должно быть сопротивление каждого из резисторов для того, чтобы полученную воду довести до температуры кипения за 5 минут (с момента окончания таяния льда)? ответ выразите в омах, округлите до десятых долей.
1) t=165 с
2) R= 14,3 Ом.
Объяснение:
Так, начнём.
1) Резисторы соединены параллельно, значит, общее сопротивление у них будет 10 Ом. ( по 20ом с каждой стороны, и при параллельном соединении будет 10 в общем).
Напишем уравнение теплового баланса:
ĥm=U^2*ť/R
Выразим ť: ť=ĥmR/U^2= 330000*0,5*10/10000=165 с
2) Теперь напишем уравнение теплового баланса для второго пункта:
mc(t1-t0)=U^2*ť/R
Выразим R: R=U^2*ť/mc(t1-t0)= 10000*300/0,5*4200*100 ~ 14,3 Ом.
Это общее сопротивление, но при данном типе соединения резисторов оно будет равно сопротивлению каждого из резисторов, поэтому R=14,3 Ом.
Вроде бы так, надеюсь