Для решения этой задачи нам нужно вспомнить закон Джоуля-Ленца, который описывает, сколько тепла выделяется в проводнике с постоянным сопротивлением при протекании тока. Формула для расчета выделившегося тепла имеет вид:
\[ Q = I^2 R t \]
где:
- \( Q \) — количество теплоты,
- \( I \) — сила тока,
- \( R \) — сопротивление,
- \( t \) — время.
Теперь рассмотрим условия задачи:
- Пусть исходное сопротивление нагревателя — \( R \), а время — \( t \). Тогда количество теплоты, выделяющееся в начальных условиях, будет равно:
\[ Q = I^2 R t \]
- Теперь увеличим сопротивление нагревателя и время вдвое. Новые параметры будут:
- Новое сопротивление \( R' = 2R \),
- Новое время \( t' = 2t \).
- Найдем новое количество теплоты \( Q' \), выделившееся при этих новых условиях:
\[ Q' = I^2 R' t' = I^2 (2R)(2t) = I^2 R (2 \cdot 2) t = 4 I^2 R t \]
- Поскольку \( Q = I^2 R t \), можем подставить \( Q \) в выражение для \( Q' \):
\[ Q' = 4Q \]
Таким образом, когда мы увеличиваем сопротивление и время вдвое, количество выделившейся теплоты \( Q' \) станет равно \( 4Q \).
Ответ: 4Q.