Имеются три нагревательные спирали с электрическим сопротивлением 3 ом каждая и источник...

Question

Имеются три нагревательные спирали с электрическим сопротивлением 3 ом каждая и источник постоянного тока напряжением 12 В нужно подключить эти спирали к источнику так , чтобы получился нагреватель наибольшей мощности. Рассчитайте за какое время такой нагреватель нагреет воду массой 0,5 кг от 28 градусов до кипения. Удельная теплоемкость воды 4200 Дж

Answer 1

Дано:
R1=R2=R3=3Om
U=12V
m(H2O)=0.5kg
ΔT=100-28=72K
c(H2O)=4200J/kg*°C

Найти t=?

Найдем сколько теплоты понадобится для нагревания воды
Q(H2O)=c*m*ΔT
Q(H2O)=4200*0.5*72=151200J

По закону Ома рассчитаем силу тока при параллельном соединении (в этом случае мощность будет наибольшей)
I=U/R

При параллельном:
I=I1+I2+I3
U=U1=U2=U3
Rобщ=1/(1/R1+1/R2+1/R3)

Rобщ=1/(1/3+1/3+1/3)=1Om
I=U/Rобщ = 12/1=12A

По закону Джоуля-Ленца найдем время, за которое нагреватели нагреют воду

Q=I^2*R*t
t=Q/I^2*R
t=151200/12^2*1=1050s

Ответ: t=1050s