Тепловые Явления — Задание 23 ЕГЭ по физике №00017167
Тепловые Явления
№2. Задание 23
ID: 00017167
Какую разность потенциалов приложили к однородному медному цилиндрическому проводнику длиной $10$ м, если за $15$ с его температура повысилась на $10$ К? Изменением сопротивления проводника и рассеянием тепла при его нагревании пренебречь. (Удельное сопротивление меди $1,7\cdot10^{-8}$ Ом·м, плотность меди $8900$ кг/м³, удельная теплоёмкость меди $380$ Дж/(кг·К).)

Источник: Сборник Гиголо
Решение
Идея
Снова весь джоулев нагрев идёт на повышение температуры. Но теперь задано напряжение, поэтому тепло удобнее писать как $Q=\dfrac{U^2}{R}t$. Приравняем к $cm\Delta T$ и выразим $U$. Площадь сечения, к счастью, сократится.
Шаг 1. Два выражения для тепла
$Q=\dfrac{U^2}{R}t$ и $Q=cm\Delta T$, где $R=\dfrac{\rho l}{S}$, $m=\rho_{пл} l S$.
Шаг 2. Приравниваем
$\dfrac{U^2 S}{\rho l}t=c\,\rho_{пл}\,lS\,\Delta T$. Площадь $S$ сокращается: $U^2=\dfrac{c\,\rho_{пл}\,\rho\,l^2\,\Delta T}{t}$, откуда $U=l\sqrt{\dfrac{c\,\rho_{пл}\,\rho\,\Delta T}{t}}$.
Шаг 3. Подстановка
$U=10\sqrt{\dfrac{380\cdot8900\cdot1,7\cdot10^{-8}\cdot10}{15}}\approx2,0$ В.
Ответ
U ≈ 2 В
Другие задания по теме «Тепловые Явления» (8)
- Задание 23 №00026791 — Излучение лазера с длиной волны 3,3 умножить на 10 в степени минус 7 м…
- Задание 23 №00026789 — Препарат активностью 2,4 умножить на 10 в степени 11 частиц в секунду помещён в…
- Задание 23 №00026498 — В сосуде лежит кусок льда. Температура льда t индекс 1 равно 0 в степени ° С.…
- Задание 23 №00026495 — Какую массу воды можно нагреть до кипения при сжигании в костре 1,8 кг сухих…
- Задание 23 №00026460 — В теплоизолированный сосуд, в котором находится 1 кг льда при температуре –20…
- Задание 23 №00026455 — В теплоизолированный сосуд, в котором находится 1 кг льда при температуре –20…
- Задание 23 №00026440 — Лазер излучает световые импульсы с энергией 0,1 Дж и частотой повторения 10 Гц.…
- Задание 23 №00026438 — В калориметре находятся в тепловом равновесии вода и лёд. После опускания в…