1.Определите количество теплоты, выделяемое стальной спиралью длиной 50 см и поперечным сечением 0,5 мм за 15 минут при силе тока 2А.
Решение нужно.
Там дано|решение

Для решения задачи по определению количества теплоты, выделяемого стальной спиралью при пропускании через неё электрического тока, воспользуемся законом Джоуля-Ленца, согласно которому количество теплоты $Q$, выделяемое проводником при прохождении тока, можно определить по формуле:

где:

• $I$ — сила тока, А;
• $R$ — сопротивление проводника, Ом;
• $t$ — время, в течение которого проходит ток, секунды.

Дано:

1. Длина стальной спирали $l = 50 \, \text{см} = 0{,}5 \, \text{м}$;
2. Площадь поперечного сечения $S = 0{,}5 \, \text{мм}^2 = 0{,}5 \times 10^{-6} \, \text{м}^2$;
3. Время $t = 15 \, \text{мин} = 15 \times 60 = 900 \, \text{с}$;
4. Сила тока $I = 2 \, \text{А}$.

Также понадобится удельное сопротивление стали. Для стальной спирали значение удельного сопротивления ($\rho$) можно принять равным $0{,}1 \times 10^{-6} \, \text{Ом} \cdot \text{м}$.

Шаг 1: Найдём сопротивление $R$ спирали

Сопротивление проводника рассчитывается по формуле:

Подставим значения:

Посчитаем:

Шаг 2: Подставим значения в формулу для $Q$

Теперь, когда мы знаем $R$, можем рассчитать количество теплоты:

Подставляем значения:

Посчитаем:

Ответ:

Количество теплоты, выделяемое стальной спиралью за 15 минут при силе тока 2 А, составляет $360 \, \text{Дж}$.