Источник с ЭДС 2,2 В и внутренним сопротивлением 1 Ом замк- нут медной проволокой, масса которой 30,3 г. Сопротивление проволоки равно внутреннему сопротивлению источника. На…

Для решения этой задачи нам нужно использовать закон Джоуля–Ленца и уравнение теплопередачи. Давайте разберемся шаг за шагом.

Дано:

• ЭДС источника: \( \mathcal{E} = 2.2 \, \text{В} \)
• Внутреннее сопротивление источника: \( R_{\text{вн}} = 1 \, \text{Ом} \)
• Сопротивление проволоки: \( R = 1 \, \text{Ом} \)
• Масса проволоки: \( m = 30.3 \, \text{г} = 0.0303 \, \text{кг} \)
• Удельная теплоёмкость меди: \( c = 378 \, \text{Дж/(кг} \cdot \text{К)} \)
• Время: \( t = 5 \, \text{мин} = 300 \, \text{с} \)

Решение:

1. Найдем силу тока в цепи:

   Общее сопротивление цепи \( R_{\text{общ}} \) равно сумме сопротивления проволоки и внутреннего сопротивления источника: \[ R_{\text{общ}} = R + R_{\text{вн}} = 1 \, \text{Ом} + 1 \, \text{Ом} = 2 \, \text{Ом} \]

   Согласно закону Ома, сила тока \( I \) определяется как: \[ I = \frac{\mathcal{E}}{R_{\text{общ}}} = \frac{2.2 \, \text{В}}{2 \, \text{Ом}} = 1.1 \, \text{А} \]

2. Рассчитаем количество тепла, выделяемого в проводнике:

   По закону Джоуля–Ленца, количество тепла \( Q \) определяется формулой: \[ Q = I^2 \cdot R \cdot t \] \[ Q = (1.1 \, \text{А})^2 \cdot 1 \, \text{Ом} \cdot 300 \, \text{с} = 1.21 \cdot 300 = 363 \, \text{Дж} \]

3. Определим изменение температуры проволоки:

   Количество тепла, необходимое для изменения температуры, определяется формулой: \[ Q = m \cdot c \cdot \Delta T \]

   Отсюда изменение температуры \( \Delta T \): \[ \Delta T = \frac{Q}{m \cdot c} = \frac{363 \, \text{Дж}}{0.0303 \, \text{кг} \cdot 378 \, \text{Дж/(кг} \cdot \text{К)}} \] \[ \Delta T \approx 31.94 \, \text{К} \]

Проволока нагреется на приблизительно \( 31.94 \) градусов Цельсия.