1. Сила тока в проводнике прямо пропорциональна напряжению на его концах и обратно пропорциональна сопротивлению этого проводника:
I = U/R = 220 : 40 = 5,5 (A)
Количество теплоты, выделяемое в проводнике при прохождения по нему электрического тока (закон Джоуля-Ленца):
Q = I²RΔt, где I = 5,5 A - протекающий в спирали чайника ток
R = 40 Ом - сопротивление спирали чайника
Δt = 600 с - время протекания тока.
Тогда:
Q = 5,5² · 40 · 600 = 726000 (Дж) = 726 (кДж)
Этого количества теплоты хватит для того, чтобы нагреть 1,92 кг воды (примерная вместимость чайника) от 10°С до 100°С.
2. Сопротивление проводника:
R = ρL/S, где ρ - удельное сопротивление материала
проводника, Ом·мм²/м
L = 1000 м - длина проводника
S = 1 мм² - площадь поперечного сечения пр-ка
Тогда:
ρ = RS/L = 5,6 · 1 : 1000 = 0,0056 (Ом·мм²/м)
Материала с таким удельным сопротивлением при нормальных условиях в природе не существует. Минимальное значение принадлежит серебру ρ = 0,0155 Ом·мм²/м, что в три раза выше полученного значения.
3. При последовательном соединении двух проводников:
Мощность P = 6 Вт, площадь пластины S = 10 см², коэффициент отражения R = 0.6
Пусть за время Δt на пластину упали N фотонов, общая энергия всех фотонов E = P Δt, энергия каждого фотона (в предположении, что свет монохроматический) e = E/N = P Δt/N. Импульс каждого налетающего фотона равен п = e/c. Посчитаем, какой импульс налетающие фотоны передали пластине. - Отражённые фотоны (их было RN) передают пластине импульс Δп = 2п - Поглощённые фотоны (их было (1-R)N) передают платине импульс Δп = п Суммарно за время Δt пластине будет передан импульс ΔП = RN * 2п + (1-R)N * п = пN * (2R + 1 - R) = (1 + R) пN = (1 + R) (P/c) Δt
Сила F, действующая на пластину, по второму закону Ньютона F = ΔП / Δt = (1 + R) * P/c
Давление - сила, отнесённая к площади: p = F/S = (1 + R) * P / cS = 1.6 * 6 / (3*10^8 * 10*10^-4) = 3.2*10^-5 Па = 32 мкПа
1. Сила тока в проводнике прямо пропорциональна напряжению на его концах и обратно пропорциональна сопротивлению этого проводника:
I = U/R = 220 : 40 = 5,5 (A)
Количество теплоты, выделяемое в проводнике при прохождения по нему электрического тока (закон Джоуля-Ленца):
Q = I²RΔt, где I = 5,5 A - протекающий в спирали чайника ток
R = 40 Ом - сопротивление спирали чайника
Δt = 600 с - время протекания тока.
Тогда:
Q = 5,5² · 40 · 600 = 726000 (Дж) = 726 (кДж)
Этого количества теплоты хватит для того, чтобы нагреть 1,92 кг воды (примерная вместимость чайника) от 10°С до 100°С.
2. Сопротивление проводника:
R = ρL/S, где ρ - удельное сопротивление материала
проводника, Ом·мм²/м
L = 1000 м - длина проводника
S = 1 мм² - площадь поперечного сечения пр-ка
Тогда:
ρ = RS/L = 5,6 · 1 : 1000 = 0,0056 (Ом·мм²/м)
Материала с таким удельным сопротивлением при нормальных условиях в природе не существует. Минимальное значение принадлежит серебру ρ = 0,0155 Ом·мм²/м, что в три раза выше полученного значения.
3. При последовательном соединении двух проводников:
Ток в цепи: I = I₁ = I₂ = U₁/R₁ = U₂/R₂
Напряжения в цепи: U = U₁ + U₂
Сопротивление цепи R = R₁ + R₂
Тогда:
I = I₂ = 3,5 : 7 = 0,5 (A)
U₂ = I · R₂ = 0,5 · 480 = 240 (B)
4. Мощность электрического тока:
P = I·U, где I - сила тока в цепи, А
U = 220 B - напряжение на концах участка цепи
Тогда:
I = P/U = 3000 : 220 ≈ 13,6 (A)
Пусть за время Δt на пластину упали N фотонов, общая энергия всех фотонов E = P Δt, энергия каждого фотона (в предположении, что свет монохроматический) e = E/N = P Δt/N. Импульс каждого налетающего фотона равен п = e/c. Посчитаем, какой импульс налетающие фотоны передали пластине.
- Отражённые фотоны (их было RN) передают пластине импульс Δп = 2п
- Поглощённые фотоны (их было (1-R)N) передают платине импульс Δп = п
Суммарно за время Δt пластине будет передан импульс ΔП = RN * 2п + (1-R)N * п = пN * (2R + 1 - R) = (1 + R) пN = (1 + R) (P/c) Δt
Сила F, действующая на пластину, по второму закону Ньютона
F = ΔП / Δt = (1 + R) * P/c
Давление - сила, отнесённая к площади:
p = F/S = (1 + R) * P / cS = 1.6 * 6 / (3*10^8 * 10*10^-4) = 3.2*10^-5 Па = 32 мкПа
ответ. p = 32 мкПа