Объяснение:
Для получения алюминия используют электролитические ванны, работающие под напряжением 50 В при мощности тока 20 кВт. В течение какого времени добывается в этих условиях 93,2 кг алюминия?
Дано:
U = 50 В
P = 20 кВт = 20 000 Вт
m = 93,2 кг
k = 0,028·10⁻⁶ Ом·м - электрохимический эквивалент алюминия
t - ?
1)
Сила тока:
I = P / U = 20 000 / 50 = 400 А
2)
Из закона Фарадея для электролиза:
m = k·I·t
время:
t = m / (k·I)
t = 93,2 / (0,028·10⁻⁶·400) ≈ 8 320 000 c
t = 8 320 000 / 3600 ≈ 2 300 час
t = 2 300 / 24 ≈ 96 дней
1.
I1 = 1000 мА = 1 А
I2 = 250 мА = 0,25 А
U1 = U2 = 220 В
R1 (чайник) = 220/1 = 220 Ом
R2 (лампа) = 220/0,25 = 880 Ом
R1/R2 = 220/880 = 1/4 => R2 > R1 в 4 раза или R1 < R2 в 4 раза
Сопротивление чайника меньше, чем сопротивление лампы в 4 раза.
2. Больший ток затрачен там, где сопротивление меньше. Так как чайник имеет меньшее сопротивление, то тока она потребил больше (другими словами - на его работу был затрачен больший ток).
3.
Q (чайник) = I1²*R1*t1
А (лампа) = U*I2*t2
I1 = 1 А
I2 = 0,25 A
R1 = 220 Ом
U = 220 В
t1 = 3 мин = 60*3 = 180 с
t2 = 10 мин = 60*10 = 600 с
Q = I1²*R1*t1 = 1²*220*180 = 39600 = 39,6 кДж
А = U*I2*t2 = 220*0,25*600 = 33000 = 33 кДж
39,6 > 33, поэтому количества теплоты чайника хватит на работу лампы.
Можно решить задачу отношениями, превратив формулу теплоты в формулу работы:
Q = I1²*R1*t1
I1²*R1 = I1²*(U/I1) = I1*U
Q = A' = I1*U*t1
A'/A = (I1*U*t1) / (U*I2*t2) = (I1*t1) / (I2*t2) = (1*180) / (0,25*600) = 18/(0,25*60) = 6/(0,25*20) = 3/(0,25*10) = 3/2,5 - очевидно, что 3 > чем 2,5. ответ тот же, разумеется.