Агрегатные… — Задание Физика 8 Класс №00049265
Агрегатные Состояния Вещества
№2. Задание без номера
ID: 00049265
Почему ствол орудия не плавится при выстреле, несмотря на то что температура плавления стали $1400\ {}^\circ\text{С}$, а при сгорании пороха в канале ствола орудия температура достигает $3600\ {}^\circ\text{С}$?
Источник: Сборник дидактических материалов Пёрышкина
Решение
На первый взгляд ствол обязан расплавиться: газ горячее стали с запасом. Но температура газа ещё не решает дело.
Чтобы расплавить сталь, нужно передать ей много теплоты: сначала нагреть до $1400\ {}^\circ\text{С}$, потом ещё расплавить. А теплота от газа передаётся не мгновенно.
Выстрел длится сотые доли секунды. За это время газ успевает отдать стволу только небольшую порцию теплоты. И эта порция быстро расходится по большой массе стали, потому что сталь хорошо проводит теплоту. Сильно разогревается лишь тонкий слой на внутренней поверхности.
Проверим себя числом. Пусть заряд пороха $5$ кг, а ствол $500$ кг (числа для примера). Удельная теплота сгорания пороха $3{,}8$ МДж/кг, поэтому весь заряд выделяет
$$Q=qm=3{,}8\cdot 10^6\cdot 5=19\cdot 10^6\text{ Дж}.$$
Даже если отдать всю эту теплоту стволу (на деле ему достаётся только часть), сталь с теплоёмкостью $500$ Дж/(кг·°С) нагреется на
$$\Delta t=\dfrac{Q}{cm}=\dfrac{19\cdot 10^6}{500\cdot 500}=76\ {}^\circ\text{С}.$$
До $1400\ {}^\circ\text{С}$ очень далеко. Поэтому ствол и не плавится. Но при долгой стрельбе порции накапливаются, и ствол приходится охлаждать.
Ответ
Другие задания по теме «Агрегатные Состояния Вещества» (8)
- Задание — №00049677 — Какое количество теплоты необходимо затратить, чтобы 400г воды при температуре…
- Задание — №00049676 — Чему равна относительная влажность воздуха, если при температуре 5 в степени °…
- Задание — №00049675 — Определите количество теплоты, которое необходимо для нагревания и дальнейшего…
- Задание — №00049674 — Определите количество теплоты, необходимое для превращения 1кг воды, взятой при…
- Задание — №00049673 — Почему после жаркого дня вечером и ночью над рекой часто образуется туман?
- Задание — №00049672 — Какое количество теплоты необходимо затратить, чтобы 30г спирта, взятого при…
- Задание — №00049671 — В чайнике было 2кг воды при температуре 16 в степени ° С. После того как воду…
- Задание — №00049670 — Для получения раннего урожая грунт утепляют паром. Найдите количество теплоты,…