Задача 4 Через спираль электроплитки сопротивлением 50 Ом протекает ток силой 2 А. Сколько времени потребуется, чтобы выделилось 24 кДж теплоты?

Для решения данной задачи нам нужно использовать закон Джоуля-Ленца, который описывает количество теплоты, выделяемое в проводнике при движении электрического тока. Формула для этого закона выглядит следующим образом:

\[ Q = I^2 \cdot R \cdot t \]

где:

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

Из условия задачи нам известны следующие данные:

• Сопротивление \( R = 50 \, \Omega \)
• Сила тока \( I = 2 \, \text{А} \)
• Необходимое количество теплоты \( Q = 24 \, \text{кДж} = 24000 \, \text{Дж} \)

Теперь подставим известные значения в формулу и найдем время \( t \).

1. Сначала подставим значения в формулу:

\[ 24000 = (2^2) \cdot 50 \cdot t \]

2. Применим арифметические операции:

\[ 24000 = 4 \cdot 50 \cdot t \] \[ 24000 = 200t \]

3. Теперь выразим время \( t \):

\[ t = \frac{24000}{200} \]

4. Выполним деление:

\[ t = 120 \, \text{с} \]

Таким образом, потребуется 120 секунд (или 2 минуты), чтобы выделилось 24 кДж теплоты через спираль электроплитки с указанными параметрами.