рішення з описом

Ось рішення задач з поясненнями:

Задача 8:

1. Загальний опір: Оскільки резистори з'єднані послідовно, загальний опір кола дорівнює сумі опорів: R = R1 + R2 = 8 Ом + 12 Ом = 20 Ом.

2. Струм у колі: За законом Ома, струм у колі: I = U / R = 40 В / 20 Ом = 2 А.

3. Робота на кожному резисторі: Робота, виконана на кожному резисторі, обчислюється за формулою: A = I^2 * R * t, де t = 4 с.

   • Для R1: A1 = (2 A)^2 * 8 Ом * 4 с = 128 Дж.
   • Для R2: A2 = (2 A)^2 * 12 Ом * 4 с = 192 Дж.

4. Загальна робота: Загальна робота дорівнює сумі робіт на кожному резисторі: A = A1 + A2 = 128 Дж + 192 Дж = 320 Дж.

Відповідь: Робота на R1 - 128 Дж, робота на R2 - 192 Дж, загальна робота - 320 Дж.

Задача 9:

1. Загальний опір: Оскільки резистори з'єднані паралельно, загальний опір кола: 1/R = 1/R1 + 1/R2 = 1/7 Ом + 1/3 Ом = (3+7) / 21 Ом = 10/21 Ом. R = 21/10 Ом = 2.1 Ом.

2. Загальний струм у колі: За законом Ома, загальний струм у колі: I = U / R = 21 В / 2.1 Ом = 10 А.

3. Струм через кожен резистор:

   • I1 = U / R1 = 21 В / 7 Ом = 3 А.
   • I2 = U / R2 = 21 В / 3 Ом = 7 А.

4. Робота на кожному резисторі: Робота, виконана на кожному резисторі, обчислюється за формулою: A = I^2 * R * t, де t = 5 с.

   • Для R1: A1 = (3 A)^2 * 7 Ом * 5 с = 315 Дж.
   • Для R2: A2 = (7 A)^2 * 3 Ом * 5 с = 735 Дж.

5. Загальна робота: Загальна робота дорівнює сумі робіт на кожному резисторі: A = A1 + A2 = 315 Дж + 735 Дж = 1050 Дж.

Відповідь: Робота на R1 - 315 Дж, робота на R2 - 735 Дж, загальна робота - 1050 Дж.

Задача 10:

Опір спіралі електроплитки обернено пропорційний її довжині. Отже, якщо довжину зменшити в 4 рази, опір також зменшиться в 4 рази. Потужність P = U^2 / R, де U - напруга, R - опір. Оскільки напруга залишається незмінною, а опір зменшився в 4 рази, потужність збільшиться в 4 рази.

Відповідь: Потужність збільшиться в 4 рази.

Задача 11:

1. Маса речовини в кілограмах: m = 6.6 мг = 6.6 * 10^(-6) кг.
2. Час в секундах: t = 1.2 год = 1.2 * 3600 с = 4320 с.
3. Закон Фарадея для електролізу: m = k * I * t, де k - електрохімічний еквівалент міді. Для міді k ≈ 3.29 * 10^(-7) кг/Кл.
4. Сила струму: I = m / (k * t) = (6.6 * 10^(-6) кг) / (3.29 * 10^(-7) кг/Кл * 4320 с) ≈ 0.00463 А.
5. Потужність струму: P = I^2 * R = (0.00463 A)^2 * 8 Ом ≈ 0.000171 Вт.

Відповідь: Потужність струму приблизно 0.000171 Вт.

Задача 12:

1. Потужність нагрівника: P = U^2 / R = (220 В)^2 / 9 Ом ≈ 5377.78 Вт.
2. Корисна потужність: P_корисна = P * ККД = 5377.78 Вт * 0.35 ≈ 1882.22 Вт.
3. Кількість теплоти, необхідна для нагрівання води: Q = m * c * ΔT, де c - теплоємність води (4200 Дж/(кг*°C)), ΔT - зміна температури (100°C - 20°C = 80°C).
4. Кількість теплоти, що виділяється нагрівником: Q = P_корисна * t = 1882.22 Вт * 40 с = 75288.8 Дж.
5. Маса води: m = Q / (c * ΔT) = 75288.8 Дж / (4200 Дж/(кг*°C) * 80°C) ≈ 0.224 кг.

Відповідь: Можна нагріти приблизно 0.224 кг води.