Номер 57.19, страница 205 - гдз по физике 7-9 класс сборник задач Лукашик, Иванова

§ 57. Тепловое действие тока. Глава 7. Электрические явления - номер 57.19, страница 205.

57.19 [1453] Какое количество теплоты выделится в нити накала электрической лампы с сопротивлением $25 \text{ Ом}$, если сила тока в ней $0,2 \text{ А}$:

за 10 с

за 10 мин

за 0,5 ч

за 2 ч

Дано:

Сопротивление нити накала, $R = 25$ Ом

Сила тока в нити, $I = 0,2$ А

Промежуток времени 1, $t_1 = 10$ с

Промежуток времени 2, $t_2 = 10$ мин

Промежуток времени 3, $t_3 = 0,5$ ч

Промежуток времени 4, $t_4 = 2$ ч

$t_2 = 10 \text{ мин} = 10 \cdot 60 \text{ с} = 600 \text{ с}$

$t_3 = 0,5 \text{ ч} = 0,5 \cdot 3600 \text{ с} = 1800 \text{ с}$

$t_4 = 2 \text{ ч} = 2 \cdot 3600 \text{ с} = 7200 \text{ с}$

Найти:

Количество теплоты $Q_1, Q_2, Q_3, Q_4$

Решение:

Для определения количества теплоты, выделившегося в проводнике при прохождении через него электрического тока, воспользуемся законом Джоуля-Ленца:

$Q = I^2 \cdot R \cdot t$

где $Q$ — количество теплоты (в Джоулях), $I$ — сила тока (в Амперах), $R$ — сопротивление (в Омах), $t$ — время (в секундах).

Рассчитаем количество теплоты для каждого промежутка времени.

за 10 с

Подставим значения в формулу для времени $t_1 = 10$ с:

$Q_1 = (0,2 \text{ А})^2 \cdot 25 \text{ Ом} \cdot 10 \text{ с} = 0,04 \text{ А}^2 \cdot 25 \text{ Ом} \cdot 10 \text{ с} = 1 \text{ Вт} \cdot 10 \text{ с} = 10 \text{ Дж}$

Ответ: за 10 с выделится 10 Дж теплоты.

за 10 мин

Подставим значения в формулу для времени $t_2 = 600$ с:

$Q_2 = (0,2 \text{ А})^2 \cdot 25 \text{ Ом} \cdot 600 \text{ с} = 1 \text{ Вт} \cdot 600 \text{ с} = 600 \text{ Дж}$

Ответ: за 10 мин выделится 600 Дж теплоты.

за 0,5 ч

Подставим значения в формулу для времени $t_3 = 1800$ с:

$Q_3 = (0,2 \text{ А})^2 \cdot 25 \text{ Ом} \cdot 1800 \text{ с} = 1 \text{ Вт} \cdot 1800 \text{ с} = 1800 \text{ Дж} = 1,8 \text{ кДж}$

Ответ: за 0,5 ч выделится 1800 Дж (или 1,8 кДж) теплоты.

за 2 ч

Подставим значения в формулу для времени $t_4 = 7200$ с:

$Q_4 = (0,2 \text{ А})^2 \cdot 25 \text{ Ом} \cdot 7200 \text{ с} = 1 \text{ Вт} \cdot 7200 \text{ с} = 7200 \text{ Дж} = 7,2 \text{ кДж}$

Ответ: за 2 ч выделится 7200 Дж (или 7,2 кДж) теплоты.