U=200 В,
P=10 МВт =10^7 Вт
L=4км =4000 м.
n=1,5% =0,015 раз
р= 1,7*10^ -8 Ом/м
S=?
найдем мощность на источнике
P1=P*(n+1)=10^7 *1.015=10150000 Вт
Мощность, падающая на проводах
P3=P1-P=10150000 - 10000000= 150000 Вт
Ток
P=I*U
I=P1/U=10150000/200=50750 A
Сопротивление проводов
P3=I^2*R
R=P3/I^2= 150000 / 50750^2=5,8*10^-5 Ом
R=p*L*2/S L*2 – Так как два провода нужно проложить до потребителя
S=p*L/R= 1,7*10^ -8 * 2*4000 / 5,8*10^-5= 2.344 м^2
В задаче ошибка . напряжение должно указываться , скорее всего, в кило вольтах тогда решение примет вид:
I=P1/U=10150000/200000=50,750 A
Сопротивление проводов
P3=I^2*R
R=P3/I^2= 150000 / 50,750^2=58 Ом
R=p*L*2/S L*2 – Так как два провода нужно проложить до потребителя
S=p*L/R= 1,7*10^ -8 * 2*4000 / 58= 2.34*10^-6 м^2 = 234 cм^2
Тогда вода в сосуде, при охлаждении отдает количество теплоты Q₁:
Тут:
с₁ - удельная теплоемкость воды 4200 Дж/(кг·К)
m₁ - масса воды 1 кг (1л - 1кг)
T₀ - начальная температура воды 10°С
T₁ - конечная температура воды и льда 0°С
Лед принял количество теплоты Q₂ :
Где:
с₂ - удельная теплоемкость льда 2060 Дж/(кг·К)
m₂ - начальная масса льда
T₂ - начальная температура льда -20°С
T₁ - конечная температура воды и льда 0°С
m₃ - масса растаявшего льда.
λ - удельная теплота плавления льда 334*10³ Дж/кг
При этом:
Составляем уравнение теплового баланса, приравниваем Q₁ и Q₂. При этом, согласно (3) выражаем m₃ через m₂
Теперь из 4 выражаем m₂:
Подставляя в (5) числовые значения, получаем:
ответ: Исходная масса льда 0,201 кг=201 г.