Как можно определить температуру накаливания нити (С") в рабочем состоянии электролампы, если на баллоне указано 100Вт, 220В, а при подаче 2В в холодном состоянии сила тока составила 54*10^-3 A, учитывая, что температурный коэффициент сопротивления нити накаливания составляет a=0,0048 K^-1?

Физика 11 класс Температура и тепловые явления температура накаливания электролампа Сила тока сопротивление температурный коэффициент 100Вт 220В физика 11 класс Новый

Для определения температуры накаливания нити в рабочем состоянии электролампы, мы можем воспользоваться формулой, которая связывает сопротивление нити в холодном состоянии и в рабочем состоянии, а также температурный коэффициент сопротивления.

Давайте рассмотрим шаги решения:

1. Найдем сопротивление нити в холодном состоянии.

   Используем закон Ома: R = U / I, где U - напряжение, I - сила тока.

   Подставим известные значения: U = 2 В, I = 54 * 10^-3 A.

   Тогда:

   R_холодное = 2 В / (54 * 10^-3 A) ≈ 37,04 Ом.

2. Определим мощность и рабочее сопротивление нити.

   На баллоне указана мощность 100 Вт и напряжение 220 В. Используем формулу мощности: P = U^2 / R.

   Перепишем ее для нахождения сопротивления в рабочем состоянии:

   R_рабочее = U^2 / P = (220 В)^2 / 100 Вт = 484 Ом.

3. Найдем разницу температур.

   Используем формулу для зависимости сопротивления от температуры:

   R = R_0 * (1 + a * (T - T_0)),

   где R_0 - сопротивление в холодном состоянии (R_холодное), T_0 - температура в холодном состоянии (около 20°C или 293 K), T - температура в рабочем состоянии.

   Подставим известные значения:

   484 Ом = 37,04 Ом * (1 + 0,0048 K^-1 * (T - 293 K)).

4. Решим уравнение для T.

   Сначала делим обе стороны на 37,04 Ом:

   484 Ом / 37,04 Ом = 1 + 0,0048 K^-1 * (T - 293 K).

   Затем вычисляем:

   13,06 ≈ 1 + 0,0048 K^-1 * (T - 293 K).

   Вычтем 1:

   12,06 = 0,0048 K^-1 * (T - 293 K).

   Теперь умножим обе стороны на 1 / 0,0048 K^-1:

   T - 293 K ≈ 12,06 / 0,0048 K^-1 ≈ 2512,5 K.

   Теперь найдем T:

   T ≈ 2512,5 K + 293 K ≈ 2805,5 K.

5. Переведем температуру в градусы Цельсия.

   T(°C) = T(K) - 273,15.

   T(°C) ≈ 2805,5 K - 273,15 ≈ 2532,35 °C.

Таким образом, температура накаливания нити в рабочем состоянии составляет примерно 2532 °C.