Рассчитайте время, за которое электрический утюг выделит количество теплоты, равное 800 Дж, при силе тока 3 А и напряжении в сети 220 В.

Для решения задачи необходимо использовать закон Джоуля−Ленца, который описывает количество теплоты, выделяемое электрическим током при прохождении через проводник.

Теоретическая часть:

Закон Джоуля−Ленца гласит, что количество теплоты $ Q $, выделяемое проводником за определенное время при прохождении через него электрического тока, определяется как:

$$ Q = I^2 R t, $$

где:
− $ Q $ — количество выделенной теплоты (в Джоулях, $ \text{Дж} $),
− $ I $ — сила электрического тока (в амперах, $ \text{А} $),
− $ R $ — электрическое сопротивление проводника (в омах, $ \text{Ом} $),
− $ t $ — время, в течение которого течет ток (в секундах, $ \text{с} $).

Однако, если известны сила тока $ I $ и напряжение $ U $, но сопротивление $ R $ не указано, то можно использовать альтернативное выражение для мощности $ P $ электрического тока:

$$ P = U \cdot I, $$

где:
− $ P $ — мощность (в ваттах, $ \text{Вт} $),
− $ U $ — напряжение (в вольтах, $ \text{В} $),
− $ I $ — сила тока (в амперах, $ \text{А} $).

Мощность $ P $ связана с количеством теплоты $ Q $ и временем $ t $ следующим образом:

$$ Q = P \cdot t. $$

Подставив выражение для мощности $ P = U \cdot I $ в формулу $ Q = P \cdot t $, получаем:

$$ Q = U \cdot I \cdot t. $$

Таким образом, для нахождения времени $ t $, формулу можно преобразовать:

$$ t = \frac{Q}{U \cdot I}. $$

Этапы решения задачи:
1. Определите количество теплоты $ Q $, которое необходимо выделить (дано в задаче).
2. Используйте формулу для времени $ t $, подставив значения напряжения $ U $, силы тока $ I $ и $ Q $.
3. Подставьте численные значения и выполните вычисления.

Этот подход позволяет рассчитать время, за которое электрический утюг выделяет заданное количество теплоты.