Задачи › Нагреватели, КПД нагрева

Терморезистор

  1. Терморезистор

    ВсОШ 2005/06, 9 кл.
    6/10

    На дне калориметра закреплён тонкий плоский нагревательный элемент, а на некотором уровне над ним — терморезистор, сопротивление \(R\) которого зависит от температуры \(t\), выраженной в \(^\circ\)C, по закону \(R = R_0(1 + \alpha t)\), где \(R_0\) и \(\alpha\) не зависят от температуры (параметр \(\alpha\) называется температурным коэффициентом сопротивления). В калориметре находится лёд. Его удельная теплота плавления \(\lambda = 340\) кДж/кг. Удельная теплоёмкость воды \(c = 4{,}2\) кДж/(кг\(\cdot{}^\circ\)C). Если через нагревательный элемент пустить ток силой \(I_0\), сопротивление \(R\) будет изменяться со временем так, как показано на графике. Найдите \(\alpha\). Изобразите график зависимости \(R(\tau)\), если бы через нагревательный элемент пропускали ток силой \(I = 1{,}41I_0\).

    Рисунок
    ▶Показать разборСкрыть разбор
    Подсказка

    Горизонтальный участок графика — плавление льда при \(0\,^\circ\)C, наклонный — нагрев воды. Мощность нагревателя одна и та же, поэтому отношение времён нагрева и плавления связывает \(c\Delta t\) и \(\lambda\); мощность растёт как квадрат силы тока.

    Ответ

    \(\alpha = \dfrac{\Delta R}{R_0}\dfrac{c}{\lambda}\dfrac{\tau_{\text{пл}}}{\Delta\tau} = 0{,}021\ (^\circ\text{C})^{-1}\), где \(\dfrac{\Delta R}{R_0} = 0{,}068\), \(\tau_{\text{пл}} = 600\) с и \(\Delta\tau = 24\) с (все эти данные получены из графика); см. рисунок.

    Рисунок

    Вся олимпиада на сайте

    Страница задачиОшибка в задаче?

Похожие задачи