Определите количество теплоты выделяемое стальной спиралью длиной 50 см и поперечным сечением 0,5 мм за 15 минут при силе тока 2а

Для решения этой задачи по определению количества теплоты, выделяемого стальной спиралью, используем закон Джоуля-Ленца:

где:

• $Q$ – количество теплоты, Джоулей (Дж);
• $I$ – сила тока, Ампер (А);
• $R$ – сопротивление спирали, Ом (Ω);
• $t$ – время, секунды (с).

Шаг 1: Найдём сопротивление спирали

Сопротивление $R$ проводника рассчитывается по формуле:

где:

• $\rho$ – удельное сопротивление материала (для стали $\rho \approx 0.1 \, \text{Ом·мм}^2/\text{м}$);
• $l$ – длина проводника, м;
• $S$ – площадь поперечного сечения проводника, м².

Дано:

• $l = 50 \, \text{см} = 0.5 \, \text{м}$;
• $S = 0.5 \, \text{мм}^2 = 0.5 \cdot 10^{-6} \, \text{м}^2$;
• $\rho = 0.1 \, \text{Ом·мм}^2/\text{м}$.

Подставим значения в формулу:

Посчитаем:

Шаг 2: Рассчитаем количество теплоты

Время $t$ нужно перевести в секунды:

Теперь используем закон Джоуля-Ленца:

Подставим значения:

• $I = 2 \, \text{А}$;
• $R = 50000 \, \text{Ом}$;
• $t = 900 \, \text{с}$.

Посчитаем:

Ответ:

Количество теплоты, выделяемое стальной спиралью, составляет 180 000 000 Дж (или 180 МДж).