При нагревании металлов их проводимость уменьшается, а сопротивление возрастает.
Сопротивление нагретой до рабочего состояния нити накала примерно в 15 раз больше, чем сопротивление холодной нити. Именно поэтому лампы накаливания чаще всего перегорают в момент включения, - напряжение в сети постоянное, сопротивление, пока нить не нагрелась до рабочей температуры, небольшое (у 60-ваттной лампочки порядка 60 Ом). Ток, соответственно:
I = U/R = 220 : 50 = 4,4 (A)
Тогда как в нагретом состоянии сопротивление спирали у той же лампочки около 900 Ом и ток:
I = 220 : 900 = 0,24 (А)
R=10 м
S=5 м
t=2 с
T=?
прибл.62,8 м * 2 с / 5 м≈25,13 с.
По закону сохранения энергии, пренебрегая рассеянием тепловой, работа силы сопротивления затрачена на изменение кинетической энергии:
F*S=-m(v2²-v1²)/2, F=0.006*32*10^4/(2*0.01)= 96*10^3 Н
Обозначим площадь основания цилиндра S = 1,2 дм² = 0,012 м², массу поршня m = 2,5 кг, первоначальный объем воздуха V₁ = 5л = 5*10⁻³м³, конечный объем воздуха V₂, изменение температуры ΔT = 850К, работу A = 1,5 кДж = 1500 Дж, наружное давление p₀ = 100кПа = 10⁵ Па, первоначальную температуру воздуха T₁, конечную температуру T₂.
При изобарном расширении давление газа остается постоянным. Оно равно сумме наружного давления p₀ и давления оказываемого со стороны поршня p₁. На поршень действует сила тяжести F = mg, где m - масса поршня. Тогда давление с его стороны p₁ = F/S = mg/S, где S - площадь основания цилиндра. Тогда давление газа p = p₀ + p₁ = p₀ + F/S = p₀ + mg/S. При изобарном процессе работа равна A = pΔV = p(V₂ - V₁) => pV₂ = A + pV₁ => V₂ = (A + pV₁)/p = A/p + V₁ = A/(p₀ + mg/S) + V₁ . Согласно уравнению изобарного процесса V₁/T₁ = V₂/T₂. Так как T₂ = T₁ + ΔT, то получаем V₁/T₁ = V₂/(T₁ + ΔT)=> V₂T₁ = V₁(T₁ + ΔT) => V₂T₁ - V₁T₁ = V₁ΔT => T₁(V₂ - V₁) = V₁ΔT => T₁ = V₁ΔT/(V₂ - V₁) = V₁ΔT/[A/(p₀ + mg/S) + V₁ - V₁)] = V₁ΔT/[A/(p₀ + mg/S)] = 5*10⁻³*850/[1500/(10⁵ + 2,5*10/0,012) ≈ 283К.