Question

2. Какое количество теплоты выделит спираль нагревательного элемента в течение 10 мин., если напряжение равно 4 В и спла тока в ней 200 мА?​

Answer 1

Для решения этой задачи необходимо знать закон Джоуля-Ленца, который гласит, что количество теплоты Q, выделяемое в проводнике при прохождении тока силой I через него в течение времени t, равно:

Q = I^2 * R * t

где R - сопротивление проводника.

Чтобы решить данную задачу, необходимо определить сопротивление проводника. Для этого воспользуемся законом Ома:

U = I * R

где U - напряжение на проводнике.

Решая это уравнение относительно сопротивления R, получаем:

R = U / I

Теперь мы можем вычислить количество выделившейся теплоты:

Q = I^2 * R * t = I^2 * (U / I) * t = U * I * t

Подставляя значения:

Q = 4 В * 0,2 А * 10 мин * 60 с/мин = 480 Дж

Таким образом, спираль нагревательного элемента выделит 480 Дж теплоты в течение 10 минут.

Answer 2

Количество выделяемой теплоты в нагревательном элементе можно рассчитать, используя закон Ома и формулу для вычисления мощности.

Сначала найдем сопротивление спирали нагревательного элемента, применив закон Ома: \[U = I \times R,\]

где \(U\) - напряжение, \(I\) - сила тока, \(R\) - сопротивление.

Дано: Напряжение (\(U\)) = 4 В Сила тока (\(I\)) = 200 мА = 0.2 A (переведем в амперы)

Теперь, используя формулу для определения сопротивления: \[R = \frac{U}{I},\]

подставим известные значения: \[R = \frac{4\, \text{В}}{0.2\, \text{А}} = 20\, \Omega.\]

Теперь, зная сопротивление (\(R\)) и формулу для мощности (\(P\)): \[P = I^2 \times R,\]

можем найти мощность: \[P = (0.2\, \text{А})^2 \times 20\, \Omega = 0.04\, \text{Вт}.\]

Мощность выражает количество энергии, расходуемой за единицу времени, то есть количество теплоты, выделяемое за 1 секунду.

Для того чтобы найти количество теплоты, выделенное за 10 минут (выразим в секундах): \[10\, \text{мин} = 10 \times 60 = 600\, \text{сек}.\]

Учитывая, что мощность равна 0.04 Вт, выделяемая теплота за 1 секунду, общее количество теплоты за 600 секунд будет: \[0.04\, \text{Вт/с} \times 600\, \text{сек} = 24\, \text{Дж}.\]

Таким образом, за 10 минут спираль нагревательного элемента выделит 24 Дж теплоты при заданных условиях.