Question

Из нихромовой проволоки надо сделать нагреватель. Какой длины l следует взять проволоку, что бы при напряжении U=220В довести до кипения воду объемом V=1,5 л от температуры t1=10 0C за t = 5 мин при КПД нагревателя =60%. Площадь поперечного сечения проволоки S = 0,5.10-6м2.

Answer 1

1)
Нагреваем воду:
Q₁ = c*m*(t₂ - t₁) = 4200*1,5*(100-10) = 567 000 Дж ≈ 0,57*10⁶ Дж
(здесь учли, что 1 литр воды имеет массу 1 кг)

2)
Тепло, выделяемое нагревателем:
Q₂ = U²*t / R = 220²*300 / R = (14,5/R)*10⁶ Дж
(а здесь учли, что 5 минут - это 300 c)

3)
КПД = Q₁*100%/Q₂
60 = 0,57*100*R/14,5;
60 ≈ 4*R;
Отсюда:
R = 60/4 = 15 Ом.

4)
Из формулы:
R = ρ*L/S 
находим:
L = R*S/ρ = 15*0,5*10⁻⁶ / 1,1*10⁻⁶ = 15*0,5/1,1 ≈ 6,8 метра