Номер 17.21, страница 88 - гдз по физике 8 класс задачник Генденштейн, Кирик

Электромагнитные явления. 17. Работа и мощность тока - номер 17.21, страница 88.

Условие.

17.21. Какое количество теплоты выделяется за 20 мин в проводнике сопротивлением 200 Ом при силе тока 0,4 А?

Решение.

Дано:

$t = 20 \text{ мин}$

$R = 200 \text{ Ом}$

$I = 0,4 \text{ А}$

Перевод в систему СИ:

$t = 20 \text{ мин} = 20 \cdot 60 \text{ с} = 1200 \text{ с}$

Найти:

$\text{Q}$

Решение

Для определения количества теплоты, которое выделяется в проводнике при прохождении электрического тока, используется закон Джоуля-Ленца. Этот закон описывается следующей формулой:

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

где:

$\text{Q}$ — количество теплоты, измеряемое в Джоулях (Дж);

$\text{I}$ — сила тока, измеряемая в Амперах (А);

$\text{R}$ — сопротивление проводника, измеряемое в Омах (Ом);

$\text{t}$ — время, в течение которого протекал ток, измеряемое в секундах (с).

Подставим известные значения в формулу, предварительно убедившись, что все они находятся в системе СИ.

$Q = (0,4 \text{ А})^2 \cdot 200 \text{ Ом} \cdot 1200 \text{ с}$

Выполним вычисления:

$Q = 0,16 \text{ А}^2 \cdot 200 \text{ Ом} \cdot 1200 \text{ с} = 32 \cdot 1200 \text{ Дж} = 38400 \text{ Дж}$

Полученное значение можно также выразить в килоджоулях (кДж), зная, что 1 кДж = 1000 Дж:

$Q = \frac{38400}{1000} \text{ кДж} = 38,4 \text{ кДж}$

Ответ: количество теплоты, которое выделяется в проводнике, составляет $38400 \text{ Дж}$ (или $38,4 \text{ кДж}$).