Для того чтобы вычислить количество теплоты, выделяющееся в проводнике, можно воспользоваться законом Джоуля-Ленца:
\[ Q = I^2 R t \]
где:
- \( Q \) — количество теплоты (Дж),
- \( I \) — сила тока (А),
- \( R \) — сопротивление (Ом),
- \( t \) — время (с).
Сначала найдем сопротивление проводника \( R \):
\[ R = \rho \frac{L}{S} \]
где:
- \( \rho \) — удельное электрическое сопротивление (Ом·м),
- \( L \) — длина проводника (м),
- \( S \) — площадь поперечного сечения (м²).
Площадь поперечного сечения \( S = 0.6 \, \text{см}^2 = 0.6 \times 10^{-4} \, \text{м}^2 = 6 \times 10^{-5} \, \text{м}^2 \).
Теперь подставим известные значения:
\[ R = 7.1 \times 10^{-8} \frac{3}{6 \times 10^{-5}} = 7.1 \times 10^{-8} \cdot 50000 = 0.00355 \, \Omega. \]
Теперь найдем силу тока \( I \) с использованием закона Ома:
\[ I = \frac{U}{R} \]
где \( U \) — напряжение (В).
Подставим значения:
\[ I = \frac{1.5}{0.00355} \approx 423.94 \, \text{А}. \]
Теперь подставим все в формулу для количества теплоты:
\[ Q = I^2 R t = (423.94)^2 \cdot 0.00355 \cdot 213. \]
Вычислим:
\[ Q = 179,520.6436 \cdot 0.00355 \cdot 213 \approx 1295.787 \, \text{Дж}. \]
Теперь переведем в кДж:
\[ Q \approx 1.296 \, \text{кДж}. \]
Таким образом, латунный проводник выделит приблизительно 1.296 кДж теплоты за 213 секунд.