20. Теплота в проводнике. Какое количество теплоты выделится в резисторе сопротивлением 10 Ом за 5 минут при силе тока 2 А? (Закон Джоуля-Ленца).

Решение:

Количество теплоты, выделяющееся в проводнике, рассчитывается по закону Джоуля-Ленца:

\( Q = I^2 \cdot R \cdot t \)

где:

• \( Q \) — количество теплоты (Дж);
• \( I \) — сила тока (А);
• \( R \) — сопротивление (Ом);
• \( t \) — время (с).

Переведем время в секунды:

\( t = 5 \text{ минут} = 5 \cdot 60 \text{ секунд} = 300 \text{ с} \)

По условию:

• \( I = 2 \text{ А} \)
• \( R = 10 \text{ Ом} \)

Подставляем значения в формулу:

\( Q = (2 \text{ А})^2 \cdot 10 \text{ Ом} \cdot 300 \text{ с} \)

\( Q = 4 \text{ А}^2 \cdot 10 \text{ Ом} \cdot 300 \text{ с} \)

\( Q = 40 \text{ Ом} \cdot 300 \text{ с} = 12000 \text{ Дж} \)

Переведем в килоджоули (кДж):

\( 12000 \text{ Дж} = 12 \text{ кДж} \)

Ответ: 12000 Дж (или 12 кДж).