Номер 691, страница 108 - гдз по физике 8 класс сборник вопросов и задач Марон, Марон

Электрические явления. Закон Джоуля—Ленца - номер 691, страница 108.

Условие.

691. Какое количество теплоты выделится в электрическом нагревателе за 2 мин, если его сопротивление 20 Ом, а сила тока в цепи равна 6 А?

Решение.

Дано:

$t = 2 \text{ мин}$

$R = 20 \text{ Ом}$

$I = 6 \text{ А}$

Переведем время в систему СИ:

$t = 2 \text{ мин} = 2 \cdot 60 \text{ с} = 120 \text{ с}$

Найти:

$\text{Q}$

Решение:

Для определения количества теплоты, выделившейся в электрическом нагревателе, воспользуемся законом Джоуля-Ленца. Этот закон устанавливает, что количество теплоты, выделяемое в проводнике с током, прямо пропорционально квадрату силы тока, сопротивлению проводника и времени прохождения тока.

Формула закона Джоуля-Ленца:

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

где:

• $\text{Q}$ – количество теплоты (в джоулях, Дж);
• $\text{I}$ – сила тока (в амперах, А);
• $\text{R}$ – сопротивление (в омах, Ом);
• $\text{t}$ – время (в секундах, с).

Подставим в формулу значения из условия задачи, предварительно переведя время в секунды:

$Q = (6 \text{ А})^2 \cdot 20 \text{ Ом} \cdot 120 \text{ с}$

Выполним вычисления:

$Q = 36 \cdot 20 \cdot 120 \text{ Дж}$

$Q = 720 \cdot 120 \text{ Дж}$

$Q = 86400 \text{ Дж}$

Полученное значение можно перевести в килоджоули (кДж), зная, что $1 \text{ кДж} = 1000 \text{ Дж}$:

$Q = \frac{86400 \text{ Дж}}{1000} = 86,4 \text{ кДж}$

Ответ: в электрическом нагревателе выделится $86400 \text{ Дж}$ (или $86,4 \text{ кДж}$) теплоты.