КПД = Qполезн/Qзатрачен
Qполезн = с*m*(t2-t1)
Qзатрачен = U²*t/R, R = pl/s = U²*t*S/pl
0,9 = с*m*(t2-t1)/U²*t*S/pl
l = U²*t*S*КПД/c*m*(t2-t1)*p
прежде чем начнем вычислять, распишу данные:
l - длина
S - площадь поперечного сечения, U - Напряжение , R - сопротивление, р - удельное сопртивление нихрома = 1,1 * 10^(-6)
с - удельная теплоемкость воды = 4200
t2 - температура кипения = 100 градусов
t1 - начальная теппература = 20 градусов
КПД = 90% = 0,9
m = масса воды = 1,5 кг
t - время = 5 * 60 = 300 с
l = U²*t*S*КПД/c*m*(t2-t1)*p
l = 220*220 * 0.1*10^(-6)*0.9*300/4200*1.5*80*1.1*10^(-6) = 2,36м
Для определения показаний приборов найдем эквивалентное сопротивление цепи, подключенной источнику ЭДС. Подключенная цепь состоит из двух последовательно включенных звеньев.
Первое звено R₁||RV=R₁*RV/(R₁+RV)=260*1800/(260+1800)≈ 227,18 Ом
второе звено - последовательно включенные R₂, R₃. RA и параллельно включенный им R₄
сопротивление последовательной цепи R₂:RA=R₂+R₃+RA=400+140+24=564 Ом, с учетом включенного параллельно им R₄сопротивление цепи (R₂:RA)||R₄= (R₂:RA)*R₄/[(R₂:RA)+R₄]=564*227,18/(564+227,18) ≈ 161,94 Ом
эквивалентное сопротивление цепи Rэ=R₁||RV+(R₂:RA)||R₄=227 +161,94 = 388,94 Ом
Ток от источника ЭДС равен I=E/(Rэ+r)=700/(388,94+40) = 1,63 А
Показания вольтметра Uv=I*R₁||RV=1.63*227,18 ≈370,3034 = 370 В
Показания амперметра Ia=(E-Uv-I*r)/(R₂:RA)=(700-370,3034 -1,63*40)/564 = 0,5 А
