При уменьшении длины спирали в два раза и прежнем напряжении, сопротивление её уменьшится в два раза, следовательно и ток возрастёт вдвое, мощность выделяемая в виде тепла увеличится так же в два раза. Но подходить так просто к увеличению мощности нагревателей не стоит. Есть критическая плотность тока для нагревателей из провода, она зависит от материала, диаметра намотки, условий в которых работает нагреватель. Для определения этого параметра существуют некороткие формулы и немаленькие таблицы. Так что стоит семь раз посчитать, прежде один раз отрезать.
Объяснение:
Дано:
p - const
i = 5 - число степеней свободы молекулярного водорода
m₁ = 0,01 кг
T₁ = 280 К
T₂ = 320 К
ΔU = 4 150 Дж
q = 7·10⁴ Дж/кг
η = 0,10
M = 2·10⁻³ кг/моль - молекулярная (не молочная! :)) масса
m₂ - ?
1)
Работа при изобарическом процессе:
A = (m₁ / M)·R·(T₂ - T₁)
A = (0,01/(2·10⁻³))·8,31·(320 - 280) ≈ 1 660 Дж
2)
По I началу термодинамики:
Q = ΔU + A = 4 150 + 1 660 = 5 810 Дж
3)
Количество выделенного тепла при сгорании:
Q₁ = m₁·q
Учтем:
η = Q / Q₁
0,10 = 5 810 / (m₁·7·10⁴)
Масса сожженного топлива:
m₁ = 5 810 / (0,1·7·10⁴) ≈ 488·10⁻³ кг или 488 г
При уменьшении длины спирали в два раза и прежнем напряжении, сопротивление её уменьшится в два раза, следовательно и ток возрастёт вдвое, мощность выделяемая в виде тепла увеличится так же в два раза.
Но подходить так просто к увеличению мощности нагревателей не стоит. Есть критическая плотность тока для нагревателей из провода, она зависит от материала, диаметра намотки, условий в которых работает нагреватель. Для определения этого параметра существуют некороткие формулы и немаленькие таблицы. Так что стоит семь раз посчитать, прежде один раз отрезать.