100 балів ! 8. Яка кількість теплоти виділиться в обмотці реостата за 10 хв. якщо сила струму в обмотці дорівнює 2 А, а опір обмотки - 50 OM? 9. Два резистори опорами 5 і 15 Ом з'єднані послідовно і при- єднані до джерела струму, напруга на виході якого становить 20 в. Скільки теплоти виділиться в обох резисторах разом за 25 c? 14. Електричний водонагрівник (бойлер) за годину нагрівае 66 л води від 26 до 80°С. Визначте силу струму в нагрівальному елементі бойлера, якщо напруга в мережі дорівнює 220 в а ККД нагрівника становить 90%. Дано, повне розв'язання та розвернута відповідь.
Ответы
Ответ:
Для розрахунку кількості виділеної теплоти в обмотці реостата можна використовувати закон Джоуля-Ленца, який говорить, що потужність, яку виділяє резистор, пропорційна квадрату сили струму, що проходить через нього, та його опору:
P = I^2 * R
де P - потужність, I - сила струму, R - опір.
Знаючи, що сила струму дорівнює 2 А, а опір обмотки - 50 Ом, можна обчислити потужність, яку виділяє реостат за одну секунду:
P = I^2 * R = 2^2 * 50 = 200 Вт
Щоб знайти кількість теплоти, яка виділиться за 10 хвилин (600 секунд), можна скористатися формулою:
Q = P * t
де Q - кількість теплоти, P - потужність, t - час.
Тоді:
Q = 200 Вт * 600 с = 120 000 Дж
Отже, в обмотці реостата за 10 хвилин виділиться 120 000 Дж теплоти.
У цьому завданні потрібно обчислити кількість теплоти, яка виділиться в обох резисторах за 25 секунд. Знову можна скористатися законом Джоуля-Ленца для обчислення потужності, яку виділяють резистори:
P = I^2 * R
Спочатку потрібно обчислити загальний опір, який мають обидва резистори підключені послідовно:
Rзаг = R1 + R2 = 5 Ом + 15 Ом = 20 Ом
Знаючи напругу, яка підключена до цієї ланки, можна обчислити силу струму, що протікає:
U = I * Rзаг
I = U / Rзаг = 20 В / 20 Ом = 1 А
Тепер можна обчислити потужність, яку виділяють обидва резистори:
P = I^2 * Rзаг = 1^2 * 20 = 20 Вт
Кількість теплоти, яка виділиться за 25 секунд, дорівн