m = 3 кг
t1 = -20 C
t2 = 0 C - температура превращения льда в воду
t3 = 100 C - температура кипения воды
Сл = 2100 Дж/(кг·C) = 2.1 кДж/(кг·C) - удельная теплоёмкость льда
Cв = 1 кДж/(кг·C) - удельная теплоёмкость воды
Lв = 2256 кДж/кг - удельная теплота парообразования воды
Q - ?
Чтобы превратить лед в пар, его необходимо сначала превратить в воду, затем воду нагреть до температуры кипения, потом превратить в пар.
Q = Q1 + Q2 + Q3
Q1 = Cm(t2 - t1)
Q2 = Cm(t3 - t2)
Q3 = Lm
Q = Cл * m(t2 - t1) + Cв * m(t3 - t2) + Lm = 2.1 * 3 * 20 + 1 * 3 * 100 + 2256 * 3 = 126 + 300 + 6768 = 7194 кДж
E= 5 кВ=5000 Вольт
R= 1,6 кОм=1600 Ом
P= 10 кВт=10000 Втт
найдем напряжение оставшееся на нагрузке
P=U^2/R
U=√P*R=√10000*1600=4000В
Ток в нагрузке и проводах I= U/R=4000/1600=2.5A
Найдем падение напряжения на проводах
ΔU=E-U=5000-4000=1000 B
Сопротивление проводов
r=ΔU/I=1000/2.5=400 Ом
Используя формулу для сопротивления
r=p*L/S
отсюда найдем длину провода
L=r*S/p=400*S/p Здесь длинна лини зависит еще от площади сечения провода (S ), и от материала самого провода с удельным сопротивлением (р)
при
р = 0,017 мкОм·м, =1,7*10^-8 Ом·м
S = 1 мм^2.=10^-6 м^2
L=400*1,7*10^-8/10^-6=6.8 метров
Сперва через закон Ома определим сопротивление цепи:
R=U/I=100/2=50 Ом
Теперь после отключения: определим напряжение на конденсаторе:
U=RI=50*1=50 В.
Определим заряд через формулу емкости конденсатора:
C=q/U
q=CU=2*10^-5*50=10^-3 Кл.