Краткое пояснение: Для расчета количества теплоты, выделяемой в проводнике, будем использовать закон Джоуля-Ленца, который связывает теплоту с силой тока, сопротивлением, временем и длиной проводника.
Пошаговое решение:
- Шаг 1: Находим сопротивление никелиновой проволоки. Для этого воспользуемся формулой: \( R = \rho \cdot \frac{L}{S} \), где \( \rho \) — удельное сопротивление никелина (примем \( \rho = 0.42 \) Ом⋅мм²/м), L — длина проволоки, S — площадь поперечного сечения.
- Шаг 2: Переведем площадь поперечного сечения из мм² в м²: \( S = 0.45 \text{ мм}^2 = 0.45 \times 10^{-6} \text{ м}^2 \).
- Шаг 3: Рассчитаем сопротивление: \( R = 0.42 \text{ Ом} \cdot \text{мм}^2 / \text{м} \cdot \frac{1 \text{ м}}{0.45 \times 10^{-6} \text{ м}^2} \approx 0.93 \times 10^6 \text{ Ом} \).
- Шаг 4: Переведем время из минут в секунды: \( t = 1 \text{ мин} = 60 \text{ с} \).
- Шаг 5: Используем закон Джоуля-Ленца для расчета количества теплоты: \( Q = I^2 \cdot R \cdot t \).
- Шаг 6: Подставляем значения и вычисляем теплоту: \( Q = (4 \text{ А})^2 \cdot (0.93 \times 10^6 \text{ Ом}) \cdot (60 \text{ с}) \approx 8.93 \times 10^8 \text{ Дж} \).
Ответ: Количество теплоты составляет приблизительно 8.93⋅108 Дж.