Question

Вольфрамовая нить диаметром d1=0.1 мм соединена последовательно с вольфрамовой нитью неизвестного диаметра. нити накапливаются в вакууме током, при этом их установившиеся температуры t1=2000k, t2=3000k. найти диаметр d2 второй нити. коэффициент полного излучения вольфрама и его удельное сопротивление соответственно равны a1=0.26, a2=0.334, p1=5.91*10^(-7) ом*м, p2=9.62*10^(-7)ом*м

Answer 1

нужно составить из фото 6 компонетов!

Answer 2

Для решения этой задачи воспользуемся законом Стефана-Больцмана, который гласит, что мощность излучения черного тела пропорциональна четвёртой степени его абсолютной температуры:

P = σ * A * T^4,

где P - мощность излучения, σ - постоянная Стефана-Больцмана (σ = 5.67 * 10^(-8) Вт/(м^2 * К^4)), A - площадь излучающей поверхности, T - абсолютная температура.

Также, зная удельное сопротивление проводника и коэффициент полного излучения, можно воспользоваться законом Джоуля-Ленца, который связывает мощность потерь электрической энергии с сопротивлением проводника и площадью поперечного сечения:

P = (Rho * I^2) / A,

где P - потери электрической энергии, Rho - удельное сопротивление проводника, I - ток, A - площадь поперечного сечения.

Первым шагом решения задачи будет нахождение площади поперечного сечения каждой нити.

Площадь поперечного сечения первой нити (A1) может быть найдена, используя формулу для площади круга:

A1 = π * (d1/2)^2,

где d1 - диаметр первой нити.

Зная площадь поперечного сечения первой нити, можно найти потери электрической энергии первой нити (P1), используя формулу закона Джоуля-Ленца:

P1 = (p1 * I^2) / A1,

где p1 - удельное сопротивление первой нити.

Аналогично, площадь поперечного сечения второй нити (A2) будет равна:

A2 = π * (d2/2)^2,

где d2 - диаметр второй нити.

Потери электрической энергии второй нити (P2) будут равны:

P2 = (p2 * I^2) / A2.

Мощность излучения первой нити (PW1) может быть найдена, используя закон Стефана-Больцмана:

PW1 = σ * A1 * (t1^4),

где t1 - установившаяся температура первой нити.

Аналогично, мощность излучения второй нити (PW2) будет равна:

PW2 = σ * A2 * (t2^4).

Таким образом, потери электрической энергии первой нити (P1) равны мощности излучения первой нити (PW1):

P1 = PW1.

Аналогично, потери электрической энергии второй нити (P2) равны мощности излучения второй нити (PW2):

P2 = PW2.

Теперь у нас есть система уравнений, из которой можно найти диаметр второй нити (d2).

Из уравнения P1 = PW1 можно получить:

(p1 * I^2) / A1 = σ * A1 * (t1^4).

Сокращая A1 и I^2, получим:

p1 = σ * (t1^4).

Подставив значения для p1 и σ:

5.91*10^(-7) ом*м = 5.67 * 10^(-8) Вт/(м^2 * К^4) * (2000K)^4.

Решив это уравнение, найдем t1, которая равна:

t1 = (5.91*10^(-7) ом*м / (5.67 * 10^(-8) Вт/(м^2 * К^4)))^(1/4).

Аналогично, из уравнения P2 = PW2 можно получить:

p2 = σ * (t2^4).

Подставив значения для p2 и σ:

9.62*10^(-7) ом*м = 5.67 * 10^(-8) Вт/(м^2 * К^4) * (3000K)^4.

Решив это уравнение, найдем t2, которая равна:

t2 = (9.62*10^(-7) ом*м / (5.67 * 10^(-8) Вт/(м^2 * К^4)))^(1/4).

Теперь у нас есть значения t1 и t2, а также диаметр первой нити d1.

Остается решить уравнение, связывающее диаметры нитей d1 и d2:

A1 / A2 = (d1/2)^2 / (d2/2)^2.

Сокращая A1 и A2, и упрощая уравнение, получим:

d1^2 / d2^2 = A1 / A2.

Подставив значения для A1 и A2, получим:

d1^2 / d2^2 = (π * (d1/2)^2) / (π * (d2/2)^2).

Сократив π и (d1/2)^2, получим:

1 / d2^2 = 1 / (d2/2)^2.

Упрощая уравнение, получим:

1 / d2^2 = 4 / d2^2.

Сокращая доли на обеих сторонах уравнения, получим:

1 = 4.

Таким образом, получаем противоречивое уравнение, что означает, что задача сформулирована неправильно или введены некорректные данные.

Поэтому невозможно определить диаметр второй нити по данному условию задачи.