Решение. Определим энергию которая необходима для плавления льда взятого при температуре плавления: Qл = m1∙λ (1).λ = 33∙104 Дж/кг. Qл = 16,5∙104 Дж. Определим количество теплоты которая выделится при остывании воды от 80 0С до 0 0С: Qв = с∙m2∙(t2 – t1) (2).с = 4200 Дж/кг∙0С. Qв = -3,36∙104 Дж. Количество теплоты которое выделится при остывании воды от 80 0С до 0 0С меньше чем энергия которая необходима для плавления льда взятого при температуре плавления. Часть льда расплавится, часть останется в твердом состоянии. Энергия которая выделится при остывании воды пойдет на плавление части льда. Определим массу льда который расплавится:QB=m⋅λ, m=QBλ.m = 0,102 кг.
Соленоид длиной 50 см и диаметром 0,8 см имеет 20000 витков медного провода и находится под постоянным напряжением. Определить время, в течение которого в обмотке соленоида выделится количество теплоты, равное энергии магнитного поля в соленоиде Положим, что соленоид намотан цилиндрическим медным проводом, уложенным в один слой виток к витку. Длина обмотки соленоида L=0.5м, диаметр обмотки D=0.008м, число витков соленоида N=20000.
Отсюда следует, что диаметр провода d=0.5/20000=2.5E-5, или 0.025мм. Микропровод, однако. Индуктивность этого соленоида L=mu0*N^2*S/L, где mu0=4*зш*1E-7Гн/м=1.257E-6Гн/м, а S=pi*D^2/4=3.14159*0.008^2/4=.5E-5м2, L=1.257E-6*20000^2*5E-5/0.5=5E-2Гн (50мГн). Длина обмотки L1=N*pi*D=20000*3.14159*0.008=500м. Сечение провода S1=pi*d^2/4=3.14159*(2.5E-5)^2/4=5E-10м2 Сопротивление обмотки R=ro*L1/S=1.68E-8*500/5E-10=17000Ом. Тогда при токе I через соленоид в нем будет выделяться тепло I^2*R*t, а энергия магнитного поля этого соленоида будет L*I^2/2, если их приравнять, то получим
I^2*R*t= L*I^2/2, и разделив на I^2, найдем t=L/2R=0.05/(2*17000)=1.5E-6с.
Определим энергию которая необходима для плавления льда взятого при температуре плавления:
Qл = m1∙λ (1).λ = 33∙104 Дж/кг.
Qл = 16,5∙104 Дж.
Определим количество теплоты которая выделится при остывании воды от 80 0С до 0 0С:
Qв = с∙m2∙(t2 – t1) (2).с = 4200 Дж/кг∙0С.
Qв = -3,36∙104 Дж.
Количество теплоты которое выделится при остывании воды от 80 0С до 0 0С меньше чем энергия которая необходима для плавления льда взятого при температуре плавления.
Часть льда расплавится, часть останется в твердом состоянии. Энергия которая выделится при остывании воды пойдет на плавление части льда.
Определим массу льда который расплавится:QB=m⋅λ, m=QBλ.m = 0,102 кг.
Отсюда следует, что диаметр провода d=0.5/20000=2.5E-5, или 0.025мм. Микропровод, однако.
Индуктивность этого соленоида L=mu0*N^2*S/L, где mu0=4*зш*1E-7Гн/м=1.257E-6Гн/м, а S=pi*D^2/4=3.14159*0.008^2/4=.5E-5м2, L=1.257E-6*20000^2*5E-5/0.5=5E-2Гн (50мГн). Длина обмотки L1=N*pi*D=20000*3.14159*0.008=500м. Сечение провода S1=pi*d^2/4=3.14159*(2.5E-5)^2/4=5E-10м2 Сопротивление обмотки R=ro*L1/S=1.68E-8*500/5E-10=17000Ом. Тогда при токе I через соленоид в нем будет выделяться тепло I^2*R*t, а энергия магнитного поля этого соленоида будет L*I^2/2, если их приравнять, то получим
I^2*R*t= L*I^2/2, и разделив на I^2, найдем t=L/2R=0.05/(2*17000)=1.5E-6с.