На сколько градусов повысится температура медного проводника с площадью сечения 3 мм², если через него проходит ток силой 3 А в течение 2 минут? Запиши ответ числом, округлив до сотых.

Физика 8 класс Тепловые явления в электрических цепях температура медного проводника площадь сечения 3 мм² ток 3 А время 2 минуты расчет температуры проводника Новый

Чтобы найти, на сколько градусов повысится температура медного проводника, нам нужно использовать формулу для расчета тепла, выделяющегося в проводнике при прохождении тока. Эта формула выглядит следующим образом:

Q = I² * R * t

где:

• Q - количество теплоты, выделившееся в проводнике (в джоулях),
• I - сила тока (в амперах),
• R - сопротивление проводника (в омах),
• t - время (в секундах).

Теперь давайте разберемся с каждым из параметров:

1. Сила тока (I): у нас есть I = 3 А.
2. Время (t): 2 минуты нужно перевести в секунды. 2 минуты = 2 * 60 = 120 секунд.
3. Сопротивление (R): Чтобы найти сопротивление медного проводника, нам нужно использовать формулу:
4. R = ρ * (L / S)
5. где ρ - удельное сопротивление меди (примерно 1.68 * 10^-8 Ом·м), L - длина проводника (в метрах), S - площадь сечения проводника (в квадратных метрах).

Площадь сечения проводника S = 3 мм². Переведем это значение в квадратные метры:

S = 3 мм² = 3 * 10^-6 м².

Теперь нам не хватает длины проводника (L). Предположим, что длина проводника равна 1 метру для упрощения расчетов (если у вас есть другая длина, подставьте ее вместо 1 м).

Теперь можем найти сопротивление:

R = 1.68 * 10^-8 * (1 / 3 * 10^-6) = 5.6 Ом.

Теперь подставим все значения в формулу для Q:

Q = I² * R * t = (3)² * 5.6 * 120 = 9 * 5.6 * 120 = 6048 Дж.

Теперь, чтобы найти, на сколько градусов повысится температура проводника, воспользуемся формулой:

ΔT = Q / (m * c)

где:

• ΔT - изменение температуры (в градусах Цельсия),
• m - масса проводника (в кг),
• c - удельная теплоемкость меди (примерно 385 Дж/(кг·°C)).

Массу проводника можно найти, используя его объем и плотность. Объем V = S * L = 3 * 10^-6 * 1 = 3 * 10^-6 м³.

Плотность меди примерно 8900 кг/м³, тогда:

m = V * плотность = 3 * 10^-6 * 8900 = 0.0267 кг.

Теперь подставим все значения в формулу для ΔT:

ΔT = 6048 / (0.0267 * 385) = 6048 / 10.2545 ≈ 589.5 °C.

Таким образом, температура медного проводника повысится примерно на 589.5 °C, округляя до сотых, мы получаем 589.50 °C.