Конденсатор ёмкости 80мкф включён в цепь переменного напряжения амплитуды 150в, частоты 50кгц. найти амплитуду силы тока в цепи, емкостное сопротивление, записать уравнение для силы тока и напряжения. поподробнее
Амплитуда силы тока Im=Um/Xc, где Um=150 В - амплитуда напряжения, Xc - ёмкостное сопротивление конденсатора. Но Xc=1/(ω*C), где ω=2*π*f=2*π*50000=100000*π рад/с - угловая частота. Отсюда Xc=1/(100000*π*0,00008)=1/(8*π) Ом и Im=150*8*π=1200*π А. Ток через конденсатор i=C*du/dt, где u - напряжение на конденсаторе, t - время. Напряжение на конденсаторе u=1/C*∫i*dt, где i -ток через конденсатор, t - время.
Энергия, отдаваемая при охлаждении горячей воды, тратится на нагрев чайника. После достижения равновесия температура воды и чайника уравняются, обозначим равновесную температуру за T.
При охлаждении воды массой M1 от температуры T1 до T выделится энергия Q = C1 M1 (T1 - T) При нагреве чайника массой M2 от температуры T2 до T поглотится энергия Q = C2 M2 (T - T2)
Находим из него T: C1 M1 T1 - C1 M1 T = C2 M2 T - C2 M2 T2 C1 M1 T1 + C2 M2 T2 = C1 M1 T + C2 M2 T [*] (C1 M1 + C2 M2) T = C1 M1 T1 + C2 M2 T2 T = (C1 M1 T1 + C2 M2 T2) / (C1 M1 + C2 M2)
Подставляем числа (формула - отношение, поэтому достаточно, чтобы величины имели одинаковые размерности, переводить в СИ необязательно): T = (4200 * 600 * 95 + 400 * 500 * 15) / (4200 * 600 + 400 * 500) = 89 °С
ответ. 89 °C.
Хочу сделать 2 замечания. 1) Исходные температуры были даны с точностью до двух знаков, поэтому у меня в ответе оставлены две значащие цифры. Если подставлять выражение в калькулятор, выйдет 89,117647..., но оставлять слишком большое количество знаков будет ошибкой. 2) Взглянем на выражение, помеченное [*]. Если думать, что нагретое до температуры T тело обладает энергией CMT, то написан закон сохранения энергии: в начальном и конечном состояниях суммарные энергии воды и чайника равны.
В природе вещества встречаются в трех состояниях: в твердом в жидком в газообразном. Твердое тело имеет собственную форму и объем. Жидкости легко меняют свою форму, но сохраняют объем. Они текучи, их легко перелить из одного сосуда в другой. азы не имеют собственной формы и постоянного объема. Они принимают форму сосуда и полностью заполняют предоставленный им объем. В газах расстояние между молекулами намного больше размеров самих молекул. Молекулы газа, двигаясь во всех направлениях, почти не притягиваются друг к другу и заполняют весь сосуд. Молекулы жидкости расположены близко друг к другу, не расходятся на большие расстояния. Расстояние между каждыми двумя молекулами меньше размеров молекул. В твердых телах притяжение между молекулами (атомами) еще больше, чем у жидкостей. Молекулы (атомы) расположены в определенном порядке. Твердые тела имеют кристаллическое строение. Вода. Твердое состояние – лед Жидкое состояние – вода - Газообразное состояние - пар.
ответ: Im=1200*π А, Xc=1/(8*π) Ом, i=C*du/dt, u=1/C*∫i*dt.
Объяснение:
Амплитуда силы тока Im=Um/Xc, где Um=150 В - амплитуда напряжения, Xc - ёмкостное сопротивление конденсатора. Но Xc=1/(ω*C), где ω=2*π*f=2*π*50000=100000*π рад/с - угловая частота. Отсюда Xc=1/(100000*π*0,00008)=1/(8*π) Ом и Im=150*8*π=1200*π А. Ток через конденсатор i=C*du/dt, где u - напряжение на конденсаторе, t - время. Напряжение на конденсаторе u=1/C*∫i*dt, где i -ток через конденсатор, t - время.