Номер 57.18, страница 205 - гдз по физике 7-9 класс сборник задач Лукашик, Иванова

§ 57. Тепловое действие тока. Глава 7. Электрические явления - номер 57.18, страница 205.

57.18 [1452] Сила тока в электросварочном аппарате в момент сварки равна 7500 А при напряжении 3 В. Свариваемые стальные листы при этом имеют сопротивление 0,0004 Ом. Какое количество теплоты выделяется при сварке за 2 мин?

Дано:

Сила тока $I = 7500$ А

Напряжение $U = 3$ В

Сопротивление $R = 0,0004$ Ом

Время $t = 2$ мин

$t = 2 \text{ мин} = 2 \cdot 60 \text{ с} = 120 \text{ с}$

Найти:

Количество теплоты $Q$

Решение:

Количество теплоты, которое выделяется в проводнике при прохождении через него электрического тока, определяется законом Джоуля-Ленца. Существует три эквивалентные формулы для расчета количества теплоты:

$Q = I^2 R t$

$Q = U I t$

$Q = \frac{U^2}{R} t$

В условии задачи даны и сила тока, и напряжение, и сопротивление. Прежде чем выбрать формулу, проверим согласованность данных с помощью закона Ома для участка цепи: $U = I R$.

$3 \text{ В} = 7500 \text{ А} \cdot 0,0004 \text{ Ом} = 3 \text{ В}$.

Так как данные согласуются, для расчета можно использовать любую из приведенных выше формул. Наиболее простой для вычислений в данном случае является формула $Q = U I t$.

Подставим числовые значения в систему СИ в эту формулу:

$Q = 3 \text{ В} \cdot 7500 \text{ А} \cdot 120 \text{ с} = 22500 \text{ В} \cdot \text{А} \cdot 120 \text{ с} = 2700000 \text{ Дж}$.

Полученное значение можно представить в более удобном виде, используя стандартную форму числа или приставку "мега":

$Q = 2.7 \cdot 10^6 \text{ Дж} = 2.7 \text{ МДж}$.

Ответ: количество теплоты, которое выделяется при сварке, равно $2.7 \cdot 10^6 \text{ Дж}$ или $2.7 \text{ МДж}$.