Количество теплоты, выделяемое при прохождении электрического тока вычисляется по формуле
Q = U²·t/R
Напряжение U в сети и при параллельном, и при последовательном соединении одинаково.
Пусть Q₁ =U²·t₁/R₁ - количество теплоты, выделяемое при параллельном соединении,
Q₂ =U²·t₂/R₂ - количество теплоты, выделяемое при последовательном соединении.
При параллельном соединении одинаковых спиралей, каждая из которых имеет сопротивление R, сопротивление цепи равно R₁ = R·R/(R + R) = 0,5R
При последовательном соединении одинаковых спиралей, каждая из которых имеет сопротивление R, сопротивление цепи равно R₂ = R + R = 2R
По условию количества теплоты должны быть одинаковы
U²·t₁/R₁ = U²·t₂/R₂
или
t₁/R₁ = t₂/R₂
подствим R₁ и R₂
t₁/0,5R = t₂/2R
t₁ = 4t₂
Получилось, что при последовательном соединении время нагрева в 4 раза больше, чем при параллельном.
Из условия не ясно, при каком соединении время равно 20минутам.
Пусть t₁ = 20мин, тогда t₂ = 5мин,
если же t₂ = 20мин, тогда t₁ = 80мин
ответ: 1)если время нагревания при последовательном соединении равно 20мин, то время нагревания при параллельном соединении рано 80мин = 1час20мин.
2) если время нагревания при параллельном соединении равно 20мин, то время нагревания при последовательном соединении рано 5мин.
Объяснение:
Задача 1
Дано:
m = 200 г = 0,2 кг
t1 = 232*C
Q - ?
Олово находится при температуре плавления, поэтому дополнительно нагревать его не нужно.
Q = λm
Q = 5.9*10^4 Дж/кг * 0,2 кг = 1,18*10^4 Дж = 11,8 кДж
Задача 2
Дано:
m=500 г=0,5кг
t°=78°С
t°кип=78°С
L(спирт)=0,9*10^6Дж/кг
Q - ?
Q=l*m
Q=0.9*10^6Дж/кг*0,5 кг=450кДж
ответ. Q=450кДж
Задача 3
m=500г=0,5 кг, t1= 50°, t2= 100°.Q-?Q1=сm(t2-t1) - воду нагрели;
Q2=Lm- воду испарили.
Q=Q1+Q2.
Q=сm(t2-t1) +Lm = m(c(t2-t1)+L),
Q= 0,5(4200*50+ 2300000)=1255000 Дж = 1,255 МДж.