Термодинамическая… — Задание 8 ЕГЭ по физике №00012988

Дано:

$m = 1$ кг, $v = 2\,000$ м/с, $t_{\text{мет}} = 1\,000\,°\text{C}$, $t_{\text{воды}} = 0\,°\text{C}$, $c_{\text{Fe}} = 460$ Дж/(кг·°С).

Найти:

$Q_{\text{total}}$ — суммарное количество теплоты в килоджоулях.

Решение:

Море настолько велико, что его температура не изменяется. Метеорит тормозится (скорость от $v$ до нуля) и остывает (от $1\,000\,°\text{C}$ до $0\,°\text{C}$). Суммарное выделившееся тепло:

$$Q_{\text{total}} = Q_{\text{торм}} + Q_{\text{охл}}$$

Теплота торможения — кинетическая энергия метеорита полностью переходит в тепло:

$$Q_{\text{торм}} = \frac{mv^2}{2} = \frac{1 \cdot (2\,000)^2}{2} = \frac{4\,000\,000}{2} = 2\,000\,000 \text{ Дж} = 2\,000 \text{ кДж}$$

Теплота остывания — по формуле теплоёмкости:

$$Q_{\text{охл}} = mc\,\Delta t = 1 \cdot 460 \cdot 1\,000 = 460\,000 \text{ Дж} = 460 \text{ кДж}$$

Суммарное тепло:

$$Q_{\text{total}} = 2\,000 + 460 = 2\,460 \text{ кДж}$$