При параллельном соединении спиралей сопротивление R||:
R||=r/2, где
r - сопротивление одной спирали, Ом
Мощность P, Вт:
P=U²/(r/2)
Количество тепла (по закону Джоуля-Ленца), Дж за время t, с:
Q||=P*t =U²t/(r/2)=2U²t/r.
При последовательном соединении спиралей cопротивление Rпосл:
Rпосл=r+r=2r
Мощность:
Pпосл=U²/(2r)
Количество тепла:
Qпосл=U²t/r;
подставляем и сокращаем на одинаковые величины r, t, U:
Q||/Qпосл=[2U²t/r]/[U²/(2r)]=4;
Q||/Qпосл=4.
Т.о. во втором случае количество тепла, переданное воде, в 4-е раза меньше, чем в первом. А, т.к. изменение температуры воды Δt, град зависит от количества тепла как:
Δt=Q/(C*m), где
С - удельная теплоемкость воды, Дж/(кг*град)
m - масса воды, кг,
то изменение температуры во втором случае будет в 4-е раза меньше, чем в первом:
Объяснение:
При параллельном соединении спиралей сопротивление R||:
R||=r/2, где
r - сопротивление одной спирали, Ом
Мощность P, Вт:
P=U²/(r/2)
Количество тепла (по закону Джоуля-Ленца), Дж за время t, с:
Q||=P*t =U²t/(r/2)=2U²t/r.
При последовательном соединении спиралей cопротивление Rпосл:
Rпосл=r+r=2r
Мощность:
Pпосл=U²/(2r)
Количество тепла:
Qпосл=U²t/r;
подставляем и сокращаем на одинаковые величины r, t, U:
Q||/Qпосл=[2U²t/r]/[U²/(2r)]=4;
Q||/Qпосл=4.
Т.о. во втором случае количество тепла, переданное воде, в 4-е раза меньше, чем в первом. А, т.к. изменение температуры воды Δt, град зависит от количества тепла как:
Δt=Q/(C*m), где
С - удельная теплоемкость воды, Дж/(кг*град)
m - масса воды, кг,
то изменение температуры во втором случае будет в 4-е раза меньше, чем в первом:
Δt₁=10 °;
Δt₂=10/4=2.5 °
Всего температура повысилась на:
Δtсумм=10+2.5=12,5 (град)