Каково количество теплоты, выделяемое стальной спиралью длиной 50 см и поперечным сечением 0,5 мм за 15 минут

Содержание вопроса: Вычисление количества выделяемой теплоты в стальной спирали

Объяснение: Чтобы вычислить количество теплоты, выделяемое стальной спиралью, нам понадобятся следующие параметры: длина спирали, поперечное сечение и время, в течение которого протекает ток. Для начала, нам необходимо знать сопротивление спирали. Полная формула для вычисления количества выделяемой теплоты — это продукт сопротивления, квадрата силы тока и времени:

Q = I^2 * R * t

Где Q обозначает количество выделяемой теплоты, I — сила тока, R — сопротивление спирали и t — время.

Теперь найдем сопротивление спирали, используя формулу:

R = ρ * (L / A)

Где ρ обозначает удельное сопротивление материала спирали, L — длину спирали и A — площадь поперечного сечения спирали.

После вычисления сопротивления можно подставить полученные значения в формулу для количества выделяемой теплоты и получить итоговый результат.

Например:
Дано:
Сила тока (I) = 2 А
Длина спирали (L) = 50 см = 0,5 м
Площадь поперечного сечения (A) = 0,5 мм = 0,0005 м^2
Время (t) = 15 мин = 15 * 60 сек = 900 сек

1. Вычисляем сопротивление (R):
R = ρ * (L / A)

2. Вычисляем количество выделяемой теплоты (Q):
Q = I^2 * R * t

Совет: Удельное сопротивление стали может быть найдено в таблице значений или в учебнике, чтобы получить более точный результат. Ориентировочное значение удельного сопротивления стали порядка 10-7 Ом*м.

Ещё задача: Сила тока в стальной спирале составляет 1 А, длина спирали 30 см, поперечное сечение 0,3 мм и время, в течение которого протекает ток, равно 10 минут. Найдите количество выделяемой теплоты.

Тема: Количество теплоты, выделяемое электрической спиралью

Описание: Чтобы решить эту задачу, мы можем использовать закон Джоуля-Ленца, который определяет количество энергии, выделяемое в виде тепла электрическим проводником. Формула этого закона выглядит следующим образом:

Q = I^2 * R * t

Где:
Q - количество теплоты, выделяемое (в жулях)
I - сила тока, проходящая через проводник (в амперах)
R - электрическое сопротивление проводника (в омах)
t - время, в течение которого проходит ток (в секундах)

Данные, которые нам даны:
Длина спирали (L) = 50 см = 0,5 м
Поперечное сечение (S) = 0,5 мм = 0,0005 м
Время (t) = 15 минут = 15 * 60 секунд = 900 секунд

Для решения задачи нам необходимо знать электрическое сопротивление спирали. Оно может быть определено с использованием формулы:

R = ρ * (L / S)

Где:
ρ - удельное сопротивление материала проводника (в омах-метрах, для стали равно примерно 10^(-7) ом * м)
L - длина проводника (в метрах)
S - поперечное сечение проводника (в метрах квадратных)

Подставив полученные значения в формулу, мы можем рассчитать силу тока, проходящую через спираль, чтобы получить количество теплоты:

Q = I^2 * R * t

Например:
Дано: Длина спирали (L) = 50 см = 0,5 м
Поперечное сечение (S) = 0,5 мм = 0,0005 м
Время (t) = 15 минут = 15 * 60 секунд = 900 секунд
Сила тока (I) = 2 ампера

1. Рассчитаем электрическое сопротивление спирали:
R = ρ * (L / S)
R = 10^(-7) * (0,5 / 0,0005)
R = 100 ом

2. Подставим известные значения в формулу:
Q = I^2 * R * t
Q = 2^2 * 100 * 900
Q = 360000 Дж

Таким образом, стальная спираль выделит 360000 Дж (джулей) тепла за 15 минут при силе тока 2 ампера.

Совет: Чтобы лучше понять эту тему, рекомендуется изучить основы электродинамики, такие как закон Джоуля-Ленца и основные формулы для расчета электрического сопротивления и количества теплоты. Также полезно разобраться в основах единиц измерения, таких как ом, ампер, вольт и джоуль.

Задача на проверку: Определите количество теплоты, выделяемое медной спиралью длиной 60 см и поперечным сечением 1 мм за 10 минут при силе тока 5 ампер. (Удельное сопротивление меди составляет примерно 1,7 * 10^(-8) ом * метр).