Тепловые Явления

Задание №5. Выбор Верного Утверждения

№2. Задание 5

ID: 00010809

В теплоизолированной картонной трубке длиной 1 м находится небольшое количество свинцовой дроби. Трубку в вертикальной плоскости переворачивают п раз из одного вертикального положения в другое (переворачивают на 180°). Дробь падает и нагревается. Если такой опыт провести с алюминиевой дробью, то повышение температуры у алюминиевой дроби будет примерно в 7 раз меньше, чем у свинцовой.

С чем это связано?

1) Плотность свинца больше плотности алюминия.

2) Удельная теплоёмкость свинца меньше удельной теплоёмкости алюминия.

3) Теплопроводность свинца больше теплопроводности алюминия.

4) Масса свинцовой дроби больше.

Источник: ФИПИ

Решение

Дано:

l = 1 \text{ м}, \quad N = \text{const}

. Алюминиевая дробь нагревается в 7 раз меньше свинцовой.

Найти:

Причину разницы в нагреве. ⠀

Решение:

При каждом переворачивании дробь падает на высоту

l = 1 \text{ м}

. Потенциальная энергия переходит в кинетическую, а при ударе — в теплоту:

Q = N \cdot mgl

Количество теплоты

$Q$

расходуется на нагрев дроби по формуле:

Q = c \cdot m \cdot \Delta T

Из двух выражений:

N \cdot mgl = c \cdot m \cdot \Delta T \implies \Delta T = \frac{Ngl}{c}

Масса дроби сокращается! Повышение температуры не зависит от массы, а определяется только удельной теплоёмкостью

$c$

. Значит:

\frac{\Delta T_{\text{св}}}{\Delta T_{\text{ал}}} = \frac{c_{\text{ал}}}{c_{\text{св}}} = 7

То есть удельная теплоёмкость алюминия в 7 раз больше удельной теплоёмкости свинца. Поэтому при том же количестве теплоты алюминий нагревается меньше — его нужно «сильнее греть» для изменения температуры. Верный ответ — утверждение 2: удельная теплоёмкость свинца меньше удельной теплоёмкости алюминия.

Ответ

Видеоразбор

Другие задания по теме «Тепловые Явления» (8)