Разделы 
Дополнительно
Задача по физике - 1942
2017-01-08 
Электрический чайник закипает через 15 мин после включения его в сеть. Нагревательный элемент намотан из 6 м .проволоки. Как нужно переделать нагревательный элемент, чтобы тот же чайник закипал через 10 мин после включения? Потерями тепла в окружающее пространство пренебречь.
Решение:
Так как чайник включается на заданное напряжение $U$, то количество теплоты $Q$, выделяющееся в его нагревательном элементе за время $t$, выражается формулой (закон Джоуля — Ленца)
$Q = \frac{U^{2}}{R}t$,
где $R$ — сопротивление нагревателя. Поскольку потерями тепла в окружающее пространство пренебрегаем, то можно считать, что в обоих случаях для того, чтобы довести воду в чайнике до кипения, нужно одно и то же количество теплоты $Q$. Если чайник должен закипеть не через 15 мин, а через 10 мин, то $15/R_{1} = 10/R_{2}$, т. е. сопротивление нагревательного элемента должно быть уменьшено в 1,5 раза. Так как сопротивление проволоки пропорционально ее длине, то нужно укоротить проволоку нагревательного элемента в 1,5 раза, т. е. нагревательный элемент должен быть намотан из 4 м проводоки (Однако это решение не всегда возможно, так как сила тока в нагревателе может превысить допустимую и нагреватель перегорит.).
Электрический чайник закипает через 15 мин после включения его в сеть. Нагревательный элемент намотан из 6 м .проволоки. Как нужно переделать нагревательный элемент, чтобы тот же чайник закипал через 10 мин после включения? Потерями тепла в окружающее пространство пренебречь.
Решение:
Так как чайник включается на заданное напряжение $U$, то количество теплоты $Q$, выделяющееся в его нагревательном элементе за время $t$, выражается формулой (закон Джоуля — Ленца)
$Q = \frac{U^{2}}{R}t$,
где $R$ — сопротивление нагревателя. Поскольку потерями тепла в окружающее пространство пренебрегаем, то можно считать, что в обоих случаях для того, чтобы довести воду в чайнике до кипения, нужно одно и то же количество теплоты $Q$. Если чайник должен закипеть не через 15 мин, а через 10 мин, то $15/R_{1} = 10/R_{2}$, т. е. сопротивление нагревательного элемента должно быть уменьшено в 1,5 раза. Так как сопротивление проволоки пропорционально ее длине, то нужно укоротить проволоку нагревательного элемента в 1,5 раза, т. е. нагревательный элемент должен быть намотан из 4 м проводоки (Однако это решение не всегда возможно, так как сила тока в нагревателе может превысить допустимую и нагреватель перегорит.).
