Охлаждение/Нагрев

Задание №8. Расчетная Задача. Тепловые Явления

№2. Задание 8

ID: 00008199

Пластилиновый шар упал без начальной скорости с высоты 5 м на каменный пол. Считая, что вся кинетическая энергия шара, приобретенная им за время свободного падения, превратилась во внутреннюю энергию пластилина, найдите, на сколько градусов нагрелся шар. Удельная теплоемкость пластилина 2,5 кДж/(кг · °С). Ответ запишите в градусах Цельсия.

Источник: ФИПИ

Решение

Дано:

h = 5 \text{ м}, \quad c = 2500 \text{ Дж/(кг} \cdot {}^\circ\text{C)}, \quad g = 10 \text{ м/с}^2, \quad v_0 = 0

Найти:

\Delta T

— ? ⠀

Решение:

Перед ударом шар обладал только потенциальной энергией; в момент удара она перешла в кинетическую:

E_п = mgh \quad \Rightarrow \quad E_к = \frac{m v^2}{2} = mgh

По условию вся кинетическая энергия перешла во внутреннюю (на нагрев):

$$Q = E_к = mgh$$

С другой стороны, теплота, требуемая для нагревания шара:

Q = c \cdot m \cdot \Delta T

Приравниваем:

mgh = c \cdot m \cdot \Delta T

Масса сокращается:

\Delta T = \frac{gh}{c} = \frac{10 \cdot 5}{2500} = 0{,}02\,{}^\circ\text{C}

Ответ

0,02

Видеоразбор

Другие задания по теме «Охлаждение/Нагрев» (8)