Keresés

Keresendő kifejezés:

Toplista

Toplista
  • betöltés...

Segítség!

Ahhoz, hogy mások kérdéseit és válaszait megtekinthesd, nem kell beregisztrálnod, azonban saját kérdés kiírásához ez szükséges!

Fizika házi feladat

49
Egy 10m hosszú és 0,5mm vastagságú rézdrótra, amelyet spirál alakúra hajlítottunk, rákötünk egy 220V-os tápegységet, majd a rendszer tekercs részét belemerítjük egy jól szigetelt edénybe amelyben van 1l víz 20⁰C hőmérsékleten, a víz sűrűsége 1000kg/m³, a fajhője pedig 4186J/kg·⁰C. Mennyi idő alatt forr fel a víz?
A válaszokat előre is nagyon szépen köszönöm
Jelenleg 1 felhasználó nézi ezt a kérdést.
1
Középiskola / Fizika

Válaszok

1
`ℓ=10\ m`
`d="0,5"\ mm` az átmérő, `r=d/2` a sugár, `A=r^2π` a kör felszíne, az a keresztmetszet.
Számold ki a vezeték ellenállását. Képlet:
`R=ρ·ℓ/A`
ahol `ρ` a réz fajlagos ellenállása. Benne kell legyen a könyvedben, az internet szerint `ρ_"réz"="0,0178\ (Ω·mm^2)/m`, de nézd meg, mit ír a könyved.

Az ellenállás mértékegysége ohm lesz, ha a fenti mértékegységekkel számolsz.

Aztán második lépés: mennyi az áramkör teljesítménye:
`U=220\ V`
`P=U^2/R=...\ W`
Ez watt lesz.

Harmadik lépés: A végett munka `t` idő alatt:
`W=P·t`
Ezt még nem tudjuk kiszámolni, `t` lesz majd a kérdés!

Negyedik lépés: A végzett munka mind hővé alakul, ami melegíti a vizet (mert jól szigetelt az edény, nem szökik máshová a hő) :
`Q=W=P·t`

A víz adatai:
`V=1\ liter=1\ dm^3`
`T_1=20\ °C`
`ρ_"víz"=1000\ (kg)/m^3=1\ (kg)/(dm^3)` (ez a `ρ` nem fajlagos ellenállás, hanem sűrűség. Mindkettőnek `ρ` a jele. Ez tud zavaró lenni, de ha tudja az ember, miről van szó, nem baj. A mértékegység egyértelműen megmutatja, melyikről van szó.)
`c_"víz"=4186\ J/(kg·°C)`

Ötödik lépés: Ki kell számolni, mennyi hő kell ahhoz, hogy forráspontig melegedjen a víz:
A képlet:
`Q=c·m·ΔT`
ahol `ΔT` a hőmérséklet-növekedés:
`T_2=100\ °C`
`ΔT=T_2-T_1=80\ °C`

A képletből nem tudjuk még a tömeget. Az a víz sűrűségével számolható:
`m=ρ_"víz"·V`
`m=1\ (kg)/(dm^3)·1\ dm^3`
de fejből is tudni kell, hogy 1 liter víz az kereken `1\ kg`.

Most már kiszámolható a forráspontig való melegítéshez szükséges hő:
`Q=c·m·ΔT=4186\ J/(kg·°C)·1\ kg·80\ °C=...\ J`
számold ki.

Ez a hő az, amit a fűtőszál munkája ad, magyarul ez a `Q` meg a fenti másik `Q` ugyanazok:
`Q=P·t`
`t=Q/P=...\ sec`

Ezt most már ki tudod számolni, mert kiszámoltad `Q` és `P` értékét is. Ha joule-t osztasz watt-tal, akkor éppen másodpercet kapsz.
1