На рамку с током I, помещенную во внешнее однородное магнитное поле с индукцией действует момент сил Момент сил выражается соотношением:
M = I S B sin α = pmB sin α ,
где S – площадь рамки, α – угол между нормалью к плоскости рамки и вектором Векторная величина где – единичный вектор нормали, называется магнитным моментом рамки. Направление вектора связано с направлением тока в рамке правилом правого винта.
Компьютерная модель демонстрирует возникновение момента сил, действующего на рамку с током в магнитном поле. Значение момента сил может быть определено при различных ориентациях рамки относительно магнитного поя. При выполнении компьютерных экспериментов можно изменять индукцию магнитного поля, площадь рамки (с мыши) и ее ориентацию.
Количество теплоты, необходимое для нагрева воды, можно рассчитать по формуле:
Q = С1 * m * ( tк - tн ), где С — удельная теплоемкость воды ( С1 = 4200 Дж/( кг*К ) ), m — масса воды для нагревания ( m = 100 г = 0,1 кг ), tк — конечная температура воды ( tк = 100 ºС ), tн — начальная температура воды ( tн = 10 ºС ).
Рассчитаем необходимое количество теплоты:
Q = С * m * ( tк - tн ) = 4200 * 0,1 * ( 100 - 10 ) = 37800 Дж = 37,8 кДж.
ответ: Для нагрева 100 г воды необходимо 37,8 кДж теплоты.