Условие: Электропечь должна за время τ=10 мин выпаривать воду массой m=1 кг, взятую при температуре t₁=20⁰C. Какой должна быть длина нихромовой проволоки сечениемS=0,5 мм², используемой в качестве нагревателя, если печь предназначена для напряжения U= 120В и ее КПД равен η=80%? Удельное сопротивление нихрома ρ=1,1*10^-6Ом*м, удельные теплоемкость и теплота парообразования воды равны соответственно с=4,2 кДж/(кг*К) и r=2,26*10³ кДж/кг.

Решение: Из условия задачи следует, что для расчета теплового действия тока в данном примере удобно применить формулу коэффициента полезного действия источника тока:

Умова: Електропіч повинна за часом τ=10 хв випаровувати воду масою m=1 кг, взяту при температурі t₁=20⁰C. Якою повинна бути довжина ніхромового дроту перерізом S=0,5 мм², використовуваної в якості нагрівача, якщо піч призначена для напруги U= 120В і її ККД дорівнює η=80%? Питомий опір ніхрому ρ=1,1*10^-6Ом*м, питомі теплоємність і теплота пароутворення води дорівнюють відповідно с=4,2 кДж/(кг*К) и r=2,26*10³ кДж/кг.

Рішення: З умови задачі випливає, що для розрахунку теплової дії струму у даному прикладі зручно застосувати формулу коефіцієнта корисної дії джерела струму:

Температура спирали при этом не изменяется.

Чтобы нагреть воду массой m от температуры t₁ до температуры t₂= 100°C и затем обратить ее в пар, необходимо затратить количество теплоты, равное

Температура спіралі при цьому не змінюється.

Щоб нагріти воду масою m від температури t₁ до температури t₂= 100°C і потім звернути її в пар, необхідно затратити кількість теплоти, що дорівнює

Выразив отсюда длину проволоки и подставив числовые значения найдем:

Висловивши звідси довжину дроту і підставивши числові значення, знайдемо: