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[Risolto] Problema fisica Resistenze

  

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Un sottile filo conduttore di resistenza $R=50 \Omega$, collegato a un generatore di tensione ideale che mantiene una differenza di potenziale $\Delta V_0$, viene utilizzato per portare $10 L$ di acqua dalla temperatura di $10^{\circ} C$ a quella di $50^{\circ} C$. La corrente erogata dal generatore è di 5,0 A.
Il calore specifico dell'acqua è $4186 J /( kg \cdot K )$ e il rendimento del sistema è $\eta=0,80$.

Calcola il tempo che occorre per riscaldare il liquido.

Suggerimento: trascura la variazione della resistenza e la dilatazione termica del filo nell'intervallo di temperatura considerato.
$\left[1,7 \times 10^3 s \right]$

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Potenza per effetto Joule, calore prodotto in un secondo di tempo.

P = V * i = i^2 * R;

P = Q / t;

t = Q / P ; (tempo richiesto).

P = 5,0^2 * 50 = 1250 Watt (Joule/s); (P = Q / t)

Calore necessario per scaldare l'acqua:

Q = c * m * (T - To);  m = 10 kg;

Q = 4186 * 10 * (50° - 10°) = 1,674 * 10^6 J;

Il rendimento del sistema è 0,80; vuol dire che il 20% di calore viene disperso.

Quindi la potenza reale del sistema è:

P reale = (1250 W) * 0,80 = 1000 W = 1000 J/s;

t = Q / P;

t = 1,674 * 10^6 / 1000 = 1,674 * 10^3 s; arrotondando:

t = 1,7 * 10^3 s;

1 minuto = 60 s;

t = 1700 s = 1700/(60 s) = 28,3 minuti.

Ciao @frank9090

 



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E = m*c*ΔT/0,80 = 10*4186*(50-10)*1,25 = 2.093,0 kjoule = R*I^2*t

tempo t = 2.093/(50*5^2^*3,600) = 0,4651 h (27' 54,3'' ; 1.675 sec )



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