Номер 5, страница 160 - гдз по физике 8 класс учебник Пёрышкин, Иванов

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

Дано:

Сопротивление печи ($R$) = 100 Ом

Сила тока ($I$) = 2 А

Время работы ($t$) = 4 ч

Переведем единицы в систему СИ:

Время $t = 4 \text{ ч} = 4 \cdot 3600 \text{ с} = 14400 \text{ с}$.

Найти:

Потребляемая электроэнергия ($W$) - ?

Решение:

Количество потребляемой электроэнергии (или работа, совершаемая электрическим током) можно найти по закону Джоуля-Ленца. Формула для расчета работы тока:

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

где:

• $W$ — потребляемая энергия (работа тока) в Джоулях (Дж),
• $I$ — сила тока в Амперах (А),
• $R$ — сопротивление в Омах (Ом),
• $t$ — время в секундах (с).

Подставим данные из условия задачи в формулу:

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

$W = 4 \text{ А}^2 \cdot 100 \text{ Ом} \cdot 14400 \text{ с} = 400 \cdot 14400 \text{ Дж}$

$W = 5760000 \text{ Дж}$

Результат можно представить в более крупных единицах. Зная, что $1 \text{ МДж} = 10^6 \text{ Дж}$, получаем:

$W = 5,76 \text{ МДж}$

Также потребляемую электроэнергию часто измеряют в киловатт-часах (кВт·ч). Для этого сначала найдем мощность печи ($P$):

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

Теперь найдем энергию по формуле $W = P \cdot t$, где время подставляется в часах:

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

Ответ: потребляемая электроэнергия составляет $5760000 \text{ Дж}$, что эквивалентно $5,76 \text{ МДж}$ или $1,6 \text{ кВт·ч}$.