Question

Батарея с ЭДС равной 6 В и с внутренним сопротивлением 0,2 Ом питает внешнюю цепь с сопротивлением 2,8 Ом.Какое количество тепла выделится во внешней цепи за 5 мин?

Answer 1

A = P * t 

P - мощность 
t - время ( 5 мин = 300 с )

P = U * I 

U - напряжение 
I - сила тока 

I =  $\frac{E}{R + r}$

Е - ЭДС ( 6 В )
R - внешнее сопротивление ( 2,8 Ом )
r - внутреннее сопротивление ( 0,2 Ом )

I =  $\frac{6}{2,8 + 0,2}$ =  $\frac{6}{3}$ = 2 A 

U = R * I = 2,8 * 2 = 5,6 B 

P = 5,6 * 2 = 11,2 Дж

A = 11,2 * 300 = 3360 Дж 

Answer 2

Для вычисления количества тепла, выделяющегося во внешней цепи, можно воспользоваться законом Джеула-Ленца, который описывает выделение тепла в электрической цепи с током. Формула для вычисления мощности (P) выделяющегося тепла в цепи выглядит следующим образом:

P = I^2 * R,

где: P - мощность (в ваттах), I - сила тока (в амперах), R - сопротивление (в омах).

Сначала найдем силу тока в цепи. Для этого используем закон Ома:

U = I * (Rвнешнее + Rвнутреннее),

где: U - напряжение (в вольтах), Rвнешнее - сопротивление внешней цепи, Rвнутреннее - внутреннее сопротивление источника.

У нас дано напряжение U = 6 В, Rвнешнее = 2,8 Ом, и Rвнутреннее = 0,2 Ом. Подставляем значения и находим I:

6 В = I * (2,8 Ом + 0,2 Ом), 6 В = I * 3 Ом.

Теперь выразим I:

I = 6 В / 3 Ом = 2 А.

Теперь у нас есть сила тока (I), которую мы можем использовать для вычисления мощности (P):

P = (2 А)^2 * 2,8 Ом = 8 Вт.

Теперь мы знаем мощность цепи, и можем найти количество тепла, выделяющегося в ней за 5 минут (в секундах). Поскольку 1 Вт = 1 Дж/с (джоуль в секунду), то за 5 минут выделится:

Q = P * t,

где: Q - количество тепла (в джоулях), P - мощность (в ваттах), t - время (в секундах).

Переведем 5 минут в секунды:

5 минут = 5 * 60 секунд = 300 секунд.

Теперь можем найти количество тепла:

Q = 8 Вт * 300 сек = 2400 Дж.

Таким образом, во внешней цепи выделится 2400 джоулей тепла за 5 минут работы.