Номер 2, страница 54 - гдз по физике 7 класс рабочая тетрадь Минькова, Иванова

2. Разберите пример решения задачи в § 28 учебника.

Поскольку у меня нет доступа к конкретному учебнику, я не могу разобрать задачу именно из § 28. Однако, чтобы помочь вам, я разберу решение типичной задачи по теме «Закон Джоуля-Ленца», которая часто рассматривается в школьном курсе физики и может соответствовать этому параграфу. Это поможет вам понять общий подход к решению и оформлению подобных задач.

Пример задачи: Электрический чайник с сопротивлением нагревательного элемента 40 Ом подключен к сети напряжением 220 В. Какое количество теплоты выделится в чайнике за 5 минут работы?

Дано:

Сопротивление, $R = 40$ Ом

Напряжение, $U = 220$ В

Время, $t = 5$ мин

Перевод в систему СИ:

Для корректных расчетов необходимо перевести все величины в Международную систему единиц (СИ). Время дано в минутах, переведем его в секунды.

$t = 5 \text{ мин} = 5 \cdot 60 \text{ с} = 300 \text{ с}$

Найти:

Количество теплоты, $\text{Q}$ — ?

Решение:

Для нахождения количества теплоты ($\text{Q}$), выделяемого в проводнике при прохождении по нему электрического тока, применяется закон Джоуля-Ленца. Одна из его форм записи:

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

где $\text{I}$ — сила тока, $\text{R}$ — сопротивление проводника, а $\text{t}$ — время прохождения тока.

В условии задачи сила тока $\text{I}$ не дана. Однако мы можем выразить ее через напряжение $\text{U}$ и сопротивление $\text{R}$ с помощью закона Ома для участка цепи:

$I = \frac{U}{R}$

Подставим это выражение для силы тока в формулу закона Джоуля-Ленца:

$Q = \left(\frac{U}{R}\right)^2 \cdot R \cdot t = \frac{U^2}{R^2} \cdot R \cdot t$

Сократив $\text{R}$ в числителе и знаменателе, получаем конечную расчетную формулу, которая содержит только известные из условия величины:

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

Теперь подставим числовые значения в СИ в полученную формулу:

$Q = \frac{(220 \text{ В})^2 \cdot 300 \text{ с}}{40 \text{ Ом}} = \frac{48400 \cdot 300}{40} \text{ Дж}$

Выполним вычисления:

$Q = 1210 \cdot 300 \text{ Дж} = 363000 \text{ Дж}$

Полученный результат можно представить в более удобной форме, в килоджоулях (кДж). Учитывая, что $1 \text{ кДж} = 1000 \text{ Дж}$:

$Q = \frac{363000}{1000} \text{ кДж} = 363 \text{ кДж}$

Ответ: количество теплоты, которое выделится в чайнике, составляет 363000 Дж или 363 кДж.