Определите количество теплоты, выделяемое стальной спиралью длиной 50 см и поперечным сечением 0,5 мм2 за 15 минут при силе тока 2А

Для того чтобы определить количество теплоты, выделяющейся в стальной спирали, можно использовать закон Джоуля-Ленца, который описывает количество теплоты, выделяющееся на проводнике при прохождении тока. Формула выглядит следующим образом:

где:

• $Q$ — количество теплоты (в джоулях),
• $I$ — сила тока (в амперах),
• $R$ — сопротивление проводника (в омах),
• $t$ — время (в секундах).

Шаг 1: Рассчитаем сопротивление стальной спирали

Сопротивление проводника можно найти по формуле:

где:

• $\rho$ — удельное сопротивление материала (для стали оно приблизительно равно $0,000001 \, \Omega \cdot \text{м}$),
• $L$ — длина проводника (в метрах),
• $S$ — площадь поперечного сечения проводника (в квадратных метрах).

Из условия задачи:

• $L = 50 \, \text{см} = 0,5 \, \text{м}$,
• $S = 0,5 \, \text{мм}^2 = 0,5 \times 10^{-6} \, \text{м}^2$.

Подставляем значения в формулу для сопротивления:

Шаг 2: Рассчитаем количество теплоты

Теперь, когда мы знаем сопротивление проводника $R = 1 \, \Omega$, можно подставить все известные данные в формулу для расчёта тепла. Сила тока $I = 2 \, \text{А}$, а время $t = 15 \, \text{минут} = 15 \times 60 = 900 \, \text{с}$.

Ответ:

Количество теплоты, выделяющееся в стальной спирали за 15 минут при силе тока 2 А, равно 3600 джоулей.