4. Сопротивление нагревательного элемента электрического чайника 40 Ом. Определите выделившееся количество теплоты за 4 мин работы чайника, если питающее чайник напряжение 220 В.

Дано:

• \[ R = 40 \text{ Ом} \]
• \[ t = 4 \text{ мин} \]
• \[ U = 220 \text{ В} \]

Найти:

• Количество теплоты ($$Q$$).

Решение:

Для решения этой задачи воспользуемся законом Джоуля-Ленца, который описывает количество теплоты, выделяемое проводником с сопротивлением при прохождении через него электрического тока.

1. Переведем время в систему СИ:

   \[ t = 4 \text{ мин} \times 60 \text{ сек/мин} = 240 \text{ сек} \]

2. Рассчитаем количество теплоты:

   Формула закона Джоуля-Ленца:

   \[ Q = \frac{U^2}{R} \times t \]

   Подставляем известные значения:

   \[ Q = \frac{(220 \text{ В})^2}{40 \text{ Ом}} \times 240 \text{ сек} \]

   \[ Q = \frac{48400}{40} \times 240 \]

   \[ Q = 1210 \times 240 \]

   \[ Q = 290400 \text{ Дж} \]

3. Переведем Джоули в килоджоули (для удобства):

   \[ Q = 290400 \text{ Дж} = 290.4 \text{ кДж} \]

Ответ: Количество теплоты, выделившееся за 4 минуты работы чайника, составляет 290400 Дж (или 290.4 кДж).