Для решения задачи по определению количества теплоты, необходимо использовать формулу:
[ Q = I^2 \cdot R \cdot t ]
Где:
( Q ) - количество теплоты (Дж);
( I ) - сила тока (А);
( R ) - сопротивление (Ом);
( t ) - время, в течение которого происходит выделение теплоты (с).
- Сначала определим сопротивление стальной спирали. Для этого воспользуемся формулой:
[ R = \rho \cdot \frac{L}{S} ]
Где:
( \rho ) - удельное электрическое сопротивление стали ((1.6 \times 10^{-7} , \Omega \cdot \text{м}));
( L ) - длина спирали (м);
( S ) - площадь поперечного сечения спирали (м²).
Подставляем данные:
( L = 0.5 , \text{м} );
( S = 0.5 \times 10^{-6} , \text{м}² ).
[ R = 1.6 \times 10^{-7} \cdot \frac{0.5}{0.5 \times 10^{-6}} ]
[ R = 1.6 \times 10^{-7} \cdot 1 \times 10^3 , \Omega ]
[ R = 1.6 \times 10^{-4} , \Omega ]
Теперь можем вычислить количество выделяемой теплоты ( Q ):
[ Q = 2^2 \times 1.6 \times 10^{-4} \times 15 \times 60 ]
[ Q = 4 \times 1.6 \times 10^{-4} \times 900 ]
[ Q = 5.76 , \text{Дж} ]
Следовательно, количество теплоты, выделяемое стальной спиралью за 15 минут при силе тока 2А, составляет 5.76 Дж.
