4. Электрический паяльник рассчитан на напряжение 12 В и силу тока 5 А. Какое количество теплоты выделится в паяльнике за 30 минут работы?

Решение:

Дано:

• Напряжение \( U = 12 \text{ В} \)
• Сила тока \( I = 5 \text{ А} \)
• Время \( t = 30 \text{ минут} = 30 \cdot 60 \text{ секунд} = 1800 \text{ с} \)

Найти:

• Количество теплоты \( Q \)

Для расчета количества теплоты, выделившейся в проводнике, используем закон Джоуля-Ленца:

\[ Q = I^2 R t \]

Сначала найдем сопротивление паяльника по закону Ома:

\[ R = \frac{U}{I} = \frac{12 \text{ В}}{5 \text{ А}} = 2.4 \text{ Ом} \]

Теперь подставим значения в формулу закона Джоуля-Ленца:

\[ Q = (5 \text{ А})^2 \cdot (2.4 \text{ Ом}) \cdot (1800 \text{ с}) \]

\[ Q = 25 \cdot 2.4 \cdot 1800 \text{ Дж} \]

\[ Q = 60 \cdot 1800 \text{ Дж} = 108000 \text{ Дж} = 108 \text{ кДж} \]

Ответ: За 30 минут работы в паяльнике выделится 108 кДж теплоты.