Количество… — Задание Физика 8 Класс №00049205

Задание №11. Задания из Сборников и Задачников

Количество Теплоты и Энергия Топлива

№2. Задание без номера

ID: 00049205

Если ударить несколько раз молотком по кускам стали и свинца, имеющим равные массы, то свинец нагреется больше, чем сталь. Почему?

Источник: Сборник дидактических материалов Пёрышкина

Решение

Удар молотка совершает работу над куском металла. Из-за этого растёт внутренняя энергия куска, и он нагревается. Почему же одинаковые удары дают разный нагрев? Причины две.

Первая причина — удельная теплоёмкость. Выразим нагрев из формулы теплоты:

$\Delta t=\dfrac{Q}{cm}$

Массы равны. У свинца $$c=140$$ Дж/(кг·°С), у стали $$c=500$$ Дж/(кг·°С). Пусть каждый кусок получил одну и ту же энергию. Тогда свинец нагреется сильнее во столько раз:

$\dfrac{500}{140}\approx 3{,}6$

Вторая причина — сама механика удара. Сталь упругая: молоток от неё отскакивает и уносит часть энергии с собой. Свинец мягкий: он сминается, а молоток почти останавливается. Поэтому во внутреннюю энергию свинца переходит ещё и большая часть энергии удара.

Обе причины действуют в одну сторону. Проверим себя на первой из них: пусть на килограмм металла пришло $$1400$$ Дж. Свинец нагреется на $$1400/140=10$$ °С, а сталь на $$1400/500=2{,}8$$ °С.

Ответ

У свинца удельная теплоёмкость (140 Дж/(кг·°С)) намного меньше, чем у стали (500 Дж/(кг·°С)), поэтому та же энергия нагревает его сильнее. К тому же молоток от мягкого свинца почти не отскакивает, и во внутреннюю энергию свинца переходит большая часть энергии удара.

Другие задания по теме «Количество Теплоты и Энергия Топлива» (8)