Global EE

Внутренняя… — Задание Физика 8 Класс №00049200

Задание №11. Задания из Сборников и Задачников

Внутренняя Энергия и Теплопередача

№2. Задание без номера

ID: 00049200

Два стальных бруска различной массы, находящиеся при одинаковой температуре, опустили в стакан с горячей водой. До одинаковой ли температуры нагреваются бруски? Одинаково ли изменится их внутренняя энергия?

Источник: Сборник дидактических материалов Пёрышкина

Решение

В условии два вопроса, разберём их по очереди. Подвох в том, что ответы разные: температура одна, а энергия нет.

Сначала температура. Энергия переходит от горячей воды к холодным брускам, пока температуры не сравняются. Когда это случится, в стакане у всех одна температура: и у воды, и у обоих брусков. Массивный брусок греется дольше, но в итоге он доходит до той же отметки. Значит, бруски нагреются до одинаковой температуры.

Теперь энергия. Начальная температура у брусков одна, конечная тоже, значит, оба нагрелись на одно и то же число градусов $\Delta t$. Прибавка внутренней энергии равна полученной теплоте, а её считаем так:

$$Q=cm\Delta t$$

Сталь одна и та же, значит, $c$ одинаковое. $\Delta t$ тоже одинаковое. Различается только масса, поэтому у бруска с большей массой прибавка больше.

Проверим себя числом. Для примера: бруски $0{,}1$ кг и $0{,}3$ кг, нагрев на $30\text{ }{}^\circ\text{С}$, удельная теплоёмкость стали $500$ Дж/(кг·°С):

$$Q_1=500\cdot 0{,}1\cdot 30=1500\text{ Дж}$$

$$Q_2=500\cdot 0{,}3\cdot 30=4500\text{ Дж}$$

Масса в $3$ раза больше, и энергия в $3$ раза больше, при той же температуре. Всё сходится.

Ответ

Да, бруски нагреются до одной и той же температуры: в конце у них и у воды температура сравняется. Внутренняя энергия изменится по-разному: у бруска большей массы она вырастет больше.
Другие задания по теме «Внутренняя Энергия и Теплопередача» (8)