Внутренняя… — Задание Физика 8 Класс №00049174

Согнул проволоку, разогнул, и через несколько раз место сгиба уже горячее. Огня тут нет, а нагрев есть. Причина должна быть в том, что мы делаем руками.

Ты сгибаешь проволоку и прикладываешь силу, а металл на сгибе поддаётся. Отпусти — она сама не распрямится. Значит, это не упругая деформация. Слои металла сдвинулись относительно друг друга и трутся. Это работа, и её совершают твои руки.

Работа меняет внутреннюю энергию. Механическая энергия рук переходит во внутреннюю энергию проволоки, и температура растёт.

Почему греется только этот участок. Остальная проволока не гнётся, там работы нет. Вся энергия приходит в маленький кусочек, поэтому он нагревается сильно. А быстро сгибать надо затем, чтобы теплота не успевала расходиться: алюминий хорошо проводит тепло.

Проверим себя числом. Для примера: на один сгиб ты тратишь силу $10$ Н на пути $2$ см, то есть $0{,}02$ м. Работа такая:

$$A=Fs=10\cdot 0{,}02=0{,}2\text{ Дж}$$

Участок сгиба весит около $0{,}1$ г, то есть $0{,}0001$ кг, а удельная теплоёмкость алюминия $920$ Дж/(кг·°С):

$$\Delta t=\dfrac{0{,}2}{920\cdot 0{,}0001}\approx 2{,}2\text{ }{}^\circ\text{С}$$

Больше двух градусов за один сгиб. Десяток быстрых сгибов даст уже прибавку примерно в $20$ градусов, если теплота не успеет уйти. Так что условие сходится с расчётом.