Global EE

Агрегатные… — Задание Физика 8 Класс №00049422

Задание №11. Задания из Сборников и Задачников

Агрегатные Состояния Вещества

№2. Задание без номера

ID: 00049422

Почему тонкая медная проволока плавится в пламени горелки, а толстый медный гвоздь даже не раскаляется докрасна?

Источник: Сборник дидактических материалов Пёрышкина

Решение

Вещество одно и то же, температура плавления у обоих одна. Значит, разница не в меди, а в том, насколько поднимается температура каждого тела в одном и том же пламени.

Вспомни формулу нагревания: $Q=cm\Delta t$. Отсюда при одной и той же полученной теплоте $\Delta t=\dfrac{Q}{cm}$. Чем больше масса, тем меньше поднимается температура.

Для примера возьмём проволоку массой $1$ г и гвоздь $30$ г. Пусть каждый получил $1000$ Дж, $c=400\ \dfrac{\text{Дж}}{\text{кг}\cdot{}^\circ\text{С}}$. Проволока нагрелась бы на $\dfrac{1000}{400\cdot 0{,}001}=2500$ градусов, а это выше плавления меди. Гвоздь нагрелся бы лишь примерно на $83$ градуса.

Есть и вторая причина. Медь хорошо проводит теплоту. У толстого гвоздя в пламени лишь часть, и теплота по широкому сечению быстро уходит в холодный конец. У тонкой проволоки сечение крошечное, отводить теплоту ей почти нечем.

К тому же нагретое тело само отдаёт энергию воздуху. Гвоздь нагревается до тех пор, пока потери не сравняются с притоком, и дальше его температура не растёт. Для него это равновесие наступает раньше, чем он раскалится докрасна. Проволока до этого равновесия успевает расплавиться.

Ответ

У проволоки маленькая масса, поэтому полученная от пламени теплота сильно поднимает её температуру. Гвоздь намного массивнее и быстрее отводит теплоту от нагреваемого места в свою толщу, поэтому его температура растёт мало и останавливается, когда приток сравнивается с потерями.
Другие задания по теме «Агрегатные Состояния Вещества» (8)