Помогите, пожалуйста, на завтра надо!

Какое электрическое сопротивление должна иметь нагревательная спираль, чтобы при подключении к источнику тока с напряжением 12 В стакан воды весом 150 г нагрелся от 20 до 100 градусов Цельсия за 5 минут?

Физика 8 класс Электрические цепи и сопротивление электрическое сопротивление нагревательная спираль источник тока напряжение 12 В нагрев воды стакан воды вес 150 г температура 20 градусов температура 100 градусов время 5 минут физика 8 класс расчет сопротивления закон Ома теплоемкость воды Joule's law Новый

Чтобы определить, какое электрическое сопротивление должна иметь нагревательная спираль, нам нужно рассчитать, сколько энергии потребуется для нагрева воды, а затем использовать закон Ома для нахождения сопротивления.

Шаг 1: Рассчитаем количество теплоты, необходимое для нагрева воды.

Формула для расчета количества теплоты (Q) выглядит так:

Q = mcΔT

• m - масса воды (в кг)
• c - удельная теплоемкость воды (приблизительно 4200 Дж/(кг·°C))
• ΔT - изменение температуры (в °C)

Теперь подставим значения:

• m = 150 г = 0.150 кг
• c = 4200 Дж/(кг·°C)
• ΔT = 100°C - 20°C = 80°C

Теперь можем рассчитать Q:

Q = 0.150 кг * 4200 Дж/(кг·°C) * 80°C = 50400 Дж

Шаг 2: Рассчитаем мощность, необходимую для нагрева воды за 5 минут.

Мощность (P) определяется как количество теплоты, деленное на время (t):

P = Q / t

• t = 5 минут = 5 * 60 секунд = 300 секунд

Теперь подставим значения:

P = 50400 Дж / 300 с = 168 Вт

Шаг 3: Используем закон Ома для нахождения сопротивления.

Закон Ома гласит:

R = U / I

• R - сопротивление (в Ом)
• U - напряжение (в Вольтах)
• I - сила тока (в Амперах)

Сначала нам нужно найти силу тока (I). Мощность также определяется как:

P = U * I

Отсюда мы можем выразить I:

I = P / U

Подставляем известные значения:

I = 168 Вт / 12 В = 14 А

Теперь подставим значение I в формулу для R:

R = U / I = 12 В / 14 А ≈ 0.857 Ом

Ответ: Нагревательная спираль должна иметь сопротивление примерно 0.857 Ом.