Вілповіді до підручника: Стр.13

Перевірте себе

II (ситуаційна задача про будиночок у горах)

• Про поради продавця щодо утеплювача: Б) Продавець був професіоналом в утепленні будинків і дав корисну пораду.

• Чому насамперед утеплюють дах: тепле повітря в кімнаті піднімається вгору, тому найбільші тепловтрати відбуваються саме через дах, отже його утеплення дає найбільший ефект економії тепла.

• Чому дрова, принесені знадвору, відразу не горіли: Б) Дрова були сирими (частина теплоти йде на випаровування води, деревина не може нагрітися до температури займання).

• Потужність автоматичного вимикача 5 А, 220 В:
P = U·I = 220 В · 5 А = 1100 Вт.
Отже, правильна відповідь: В) 1100 Вт.

• Чому спрацював автоматичний вимикач: електрообігрівач має потужність 2,5 кВт, струм у колі
I = P / U = 2500 Вт / 220 В ≈ 11,4 А,
що значно перевищує допустимі 5 А; автоматичний вимикач захисту від перевантаження вимкнув коло.

• Маса дров, які нагріли повітря в кімнаті.
Дано: S = 16 м², h = 2,5 м, V = S·h = 16·2,5 = 40 м³;
ρпов ≈ 1,3 кг/м³;
спов ≈ 1000 Дж/(кг·°C);
Δt = 10 °C;
qдров ≈ 1,0·10⁷ Дж/кг.

1. Маса повітря: m_пов = ρV = 1,3 кг/м³ · 40 м³ = 52 кг.
2. Кількість теплоти, яку отримало повітря:

Q = c m Δt = 1000 Дж/(кг·°C) · 52 кг · 10 °C = 5,2·10⁵ Дж.

1. Маса дров:

mдров = Q / q = 5,2·10⁵ Дж / 1,0·10⁷ Дж/кг = 5,2·10⁻² кг ≈ 0,05 кг.
Відповідь: потрібно приблизно 0,05 кг (50 г) дров (без урахування тепловтрат).

• Вибір комбінацій приладів для автоматичного вимикача 25 А, 220 В.
Максимальна потужність кола:
Pmax = U·I = 220 В · 25 А = 5500 Вт = 5,5 кВт.
З таблиці (переводимо в кВт):
— Холодильник: 0,2 кВт;
— Водонагрівач: 2,2 кВт;
— Електричний чайник: 1,6 кВт;
— Пральна машина: 2,5 кВт;
— Телевізор: 0,17 кВт;
— LED-лампи (4 шт.): 4·0,015 = 0,06 кВт;
— Плита: 3,5 кВт;
— Праска: 2,0 кВт;
— Мікрохвильова піч: 2,0 кВт;
— Фен: 1,8 кВт.

Варіант 1: холодильник + водонагрівач + електричний чайник + телевізор + LED-лампи.
P = 0,2 + 2,2 + 1,6 + 0,17 + 0,06 ≈ 4,23 кВт < 5,5 кВт;
I = P / U ≈ 4230 Вт / 220 В ≈ 19,2 А < 25 А — можна вмикати разом.

Варіант 2: холодильник + пральна машина + праска + телевізор + LED-лампи.
P = 0,2 + 2,5 + 2,0 + 0,17 + 0,06 ≈ 4,93 кВт < 5,5 кВт;
I ≈ 4930 Вт / 220 В ≈ 22,4 А < 25 А — можна вмикати разом.

Варіант 3: холодильник + електрична плита + мікрохвильова піч.
P = 0,2 + 3,5 + 2,0 = 5,7 кВт > 5,5 кВт;
I ≈ 5700 Вт / 220 В ≈ 25,9 А > 25 А — цю комбінацію одночасно вмикати не можна.

Наприклад, безпечна комбінація зі плитою:
Холодильник + плита + телевізор + LED-лампи:
P = 0,2 + 3,5 + 0,17 + 0,06 ≈ 3,93 кВт;
I ≈ 3930 Вт / 220 В ≈ 17,9 А < 25 А — вмикати разом можна.
Отже, при виборі комбінацій потрібно слідкувати, щоб сумарна потужність не перевищувала 5,5 кВт (або струм — 25 А).