Как определить температуру, на которую нагрется провод под напряжением?

Question

Добрый день. Такая вот задачка.

Дано:

Длина провода - 1 м, сечение - 1 кв. мм, материал - нихром.

Температура провода равна температуре среды и равна 0 градусов Цельсия.

Источник напряжения - 12 вольт.

Как определить температуру, на которую нагрется этот провод и, желательно, время, за которое это произойдёт?

Спасибо за внимание )

Answer 1

Найти выделяемое тепло не проблема, Джоуль с Ленцем наглядно показали, что Q=I^Rt, зная теплоёмкость и параметры проволоки можно найти с какой скоростью провод нагревается. Нагрев прекратится, когда тепло, отдаваемое излучением и уносимое воздухом будет равно выделяемому за то же время на проводе, наступит баланс. Но вот проблема-если найти излучение для известной температуры не сложно с рядом допущений, то как рассчитать тепло, уносимое воздушной конвекцией - х/з.

Answer 2

зависит от внешних факторов, насколько хорошо она охлаждается. посчитай тепло выделяемое на ней за счет электричества, и через Q=cm* (t2-t1) найдешь температуру, если в вакуме.

Answer 3

Надо взять справочник, и там изыскать удельное сопротивление нихрома, а также его теплоёмкость. Также было бы неплохо знать форму сечения провода, но можно предположить, что он, проводник, круглый.
Зная удельное сопротивление, рассчитать сопротивление конкретного провода, поделить напряжение на сопротивление, и получить ток.
Исходя из тока, можно определить электрическую мощность конструкции (P = U*I) , в ваттах. Ватты есть джоули за секунду.
Посчитать объём провода (тут-то и пригодится форма проводника - если круглый, то считайте объём цилиндра, диаметр найдёте из сечения) . Это и есть объём нихрома. Из объёма и плотности посчитаете массу.
Дале, по закону Джоуля-Ленца рассчитать выделяемую теплоту, и написать, что пренебрегаем потерями (что в корне неверно) .