Нагревательный элемент сопротивлением R = 15 Ом подключен к источнику напряжением U = 120 В. Определить время, на которое необходимо его включить, чтобы выделилось 1200 кДж теплоты.

Для решения задачи используем формулу для тепла, выделяющегося в проводнике:

где:

• $Q$ — количество выделенной теплоты,

• $I$ — сила тока,

• $R$ — сопротивление проводника,

• $t$ — время.

Сначала найдём силу тока $I$, используя закон Ома:

Подставим значения:

Теперь подставим выражение для тока в формулу для тепла:

Из этого уравнения выразим время $t$:

Количество тепла $Q$ дано в кДж, но для расчётов нужно перевести это в джоули. 1 кДж = 1000 Дж, следовательно:

Теперь подставим все известные значения в формулу:

Ответ: время, на которое необходимо включить нагревательный элемент, чтобы выделилось 1200 кДж теплоты, составляет примерно 1250 секунд, или 20 минут и 50 секунд.