Номер 642, страница 98 - гдз по физике 8 класс сборник вопросов и задач Марон, Марон

Электрические явления. Работа и мощность электрического тока - номер 642, страница 98.

Условие.

642. Электрическая печь, сопротивление которой 100 Ом, рассчитана на силу тока 2 А. Найдите потребляемую электроэнергию за 4 ч непрерывной работы печи.

Решение.

Дано:

Сопротивление печи $R = 100$ Ом

Сила тока $I = 2$ А

Время работы $t = 4$ ч

Перевод в систему СИ:
Время работы $t = 4 \cdot 3600 \text{ с} = 14400 \text{ с}$

Найти:

Потребляемая электроэнергия $\text{W}$

Решение:

Количество теплоты, выделяемое проводником с током, которое равно работе (энергии) электрического тока, определяется по закону Джоуля-Ленца. Формула для расчета работы электрического тока (потребляемой электроэнергии) выглядит следующим образом:

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

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

Подставим известные значения в формулу:

$W = (2 \text{ А})^2 \cdot 100 \text{ Ом} \cdot 14400 \text{ с} = 4 \text{ А}^2 \cdot 100 \text{ Ом} \cdot 14400 \text{ с} = 5760000 \text{ Дж}$

Полученное значение можно выразить в более крупных единицах:

$5760000 \text{ Дж} = 5760 \text{ кДж} = 5,76 \text{ МДж}$

Также можно рассчитать энергию в киловатт-часах ($кВт \cdot ч$). Сначала найдем мощность печи $\text{P}$:

$P = I^2 \cdot R = (2 \text{ А})^2 \cdot 100 \text{ Ом} = 400 \text{ Вт} = 0,4 \text{ кВт}$

Теперь найдем энергию по формуле $W = P \cdot t$:

$W = 0,4 \text{ кВт} \cdot 4 \text{ ч} = 1,6 \text{ кВт} \cdot \text{ч}$

Ответ: потребляемая электроэнергия составляет $5760000$ Дж, или $5,76$ МДж, или $1,6$ кВт⋅ч.