Номер 21, страница 109, часть 2 - гдз по физике 8 класс учебник Генденштейн, Булатова

Часть 2. Глава III. Электрические явления. Параграф 21. Работа и мощность электрического тока - номер 21, страница 109.

Условие.

21. Резистор сопротивлением 500 Ом подключён к источнику постоянного напряжения 12 В. Какое количество теплоты выделяется в резисторе за 1 ч?

Решение.

Дано:

Сопротивление, $R = 500$ Ом

Напряжение, $U = 12$ В

Время, $t = 1$ ч

$t = 1 \text{ ч} = 1 \cdot 3600 \text{ с} = 3600 \text{ с}$

Найти:

Количество теплоты, $\text{Q}$

Решение:

Количество теплоты, которое выделяется в резисторе при прохождении через него электрического тока, определяется законом Джоуля-Ленца. Для нахождения количества теплоты $\text{Q}$ воспользуемся формулой, связывающей теплоту с мощностью $\text{P}$ и временем $\text{t}$:

$Q = P \cdot t$

Электрическую мощность можно выразить через напряжение $\text{U}$ и сопротивление $\text{R}$ по формуле:

$P = \frac{U^2}{R}$

Объединив эти две формулы, получаем выражение для количества теплоты через известные нам величины:

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

Перед проведением расчетов необходимо убедиться, что все величины выражены в системе СИ. Сопротивление и напряжение уже даны в единицах СИ (Ом и Вольт соответственно). Время дано в часах, переведем его в секунды:

$t = 1 \text{ ч} = 3600 \text{ с}$

Теперь подставим числовые значения в формулу:

$Q = \frac{(12 \text{ В})^2}{500 \text{ Ом}} \cdot 3600 \text{ с} = \frac{144 \text{ В}^2}{500 \text{ Ом}} \cdot 3600 \text{ с}$

$Q = 0.288 \text{ Вт} \cdot 3600 \text{ с} = 1036.8 \text{ Дж}$

Количество теплоты, выделившееся в резисторе, составляет 1036.8 Джоулей. Это значение также можно выразить в килоджоулях: $1036.8 \text{ Дж} \approx 1.04 \text{ кДж}$.

Ответ: $1036.8$ Дж.