Нагревание и остывание проволоки
5/10Цилиндрический проводник площадью поперечного сечения \(S = 0{,}1\) см\(^2\) подключают к источнику постоянного тока. Температура проводника начинает увеличиваться. Как видно из графика зависимости температуры \(t\) от времени \(\tau\) (рис.), через время \(\tau_1 = 10\) мин температура проводника становится равной \(t_1 = 90\,^\circ\)C.

За какое время \(\tau_0\) температура проводника достигла бы значения \(t_1\), если бы проводник был окружён теплонепроницаемой оболочкой?
Найдите силу тока \(I\) в проводнике.
Предположим, что по истечении времени \(\tau_2 = 5\) мин проводник был отключён от источника тока и начал остывать. Определите, за какое приблизительно время \(\Delta\tau\) температура проводника изменится от \(70\,^\circ\)C до \(65\,^\circ\)C.
Для материала проводника: удельная теплоёмкость \(c = 390\) Дж/(кг\(\cdot{}^\circ\)C), плотность \(\rho = 8{,}9\cdot 10^3\) кг/м\(^3\), удельное сопротивление \(\rho_{\text{м}} = 1{,}75\cdot 10^{-8}\) Ом\(\cdot\)м и практически не зависит от температуры.
▶Показать разборСкрыть разбор
ПодсказкаВ начальный момент проводник имеет температуру среды и тепло в неё не уходит, поэтому наклон касательной к графику при \(\tau = 0\) задаёт мощность джоулева нагрева. Мощность теплопотерь при данной температуре равна разности этой мощности и мощности, идущей на нагрев (наклон касательной в соответствующей точке графика).
Ответ1) \(\tau_0 \approx 3\) мин; 2) \(I \approx 89\) А; 3) \(\Delta\tau \approx 16\) с.
Похожие задачи
- Утюг без терморегулятора ВсОШ 1992/93, 9 кл.
- Две электроплитки ВсОШ 1993/94, 9 кл.
- Нагреватель в стакане ВсОШ 2004/05, 9 кл.
- Подобные кипятильники МОШ 2011/12, 9 кл.
- Нагревательный контур Санкт-Петербургская 2014/15, 8 кл.
- Нагревательный контур Санкт-Петербургская 2014/15, 9 кл.