1)Тело имеющее удельную теплоемкость 350 дж/кг*к и падает с высоты 3 м и отскакивает при ударе о землю со скоростью 5 м/с. считая, что нагревается только данное тело, определите изменения его температуры при ударе.
2)С какой высоты должен упасть свинцовый шар чтобы при ударе о землю он расплавился если начальная температура равна 27 C, Считать что вся механическая энергия шара при ударе перейдет во внутреннюю энергию

ninachka1977 ninachka1977    2   12.04.2020 14:17    353

Ответы
элиза29с элиза29с  28.01.2024 14:30
Для решения обоих задач будем использовать закон сохранения энергии. По этому закону, механическая энергия системы (тело + Земля) должна сохраняться.

1) Для первой задачи, пусть масса тела равна m, спускайся с высоты h и после удара о землю его скорость составляет v. Учитывая, что вся потенциальная энергия (mgh) перешла в кинетическую энергию (1/2mv^2) и внутреннюю энергию (Q) тела, можно записать следующее уравнение:

mgh = Q + 1/2mv^2

Перебросим все переменные в одну половину уравнения:

Q = mgh - 1/2mv^2

Теперь можем выразить изменение температуры (ΔT) через удельную теплоемкость (c) и изменение внутренней энергии (Q):

ΔT = Q / (mc)

Подставим значение Q:

ΔT = (mgh - 1/2mv^2) / (mc)

Теперь подставим данное значение массы (m), удельной теплоемкости (c), высоты (h) и скорости после удара (v) и произведем вычисления:

m = 1 кг
c = 350 Дж/кг*К
h = 3 м
v = 5 м/с

ΔT = (1кг * 9.8 м/с^2 * 3м - 1/2 * 1кг * (5 м/с)^2) / (1кг * 350 Дж/кг*К)

ΔT = (29.4 Дж - 1/2 * 25 Дж) / 350 К

ΔT = (29.4 Дж - 12.5 Дж) / 350 К

ΔT = 16.9 Дж / 350 К = 0.048 К

Ответ: Изменение температуры тела при ударе составляет 0.048 К.

2) Для второй задачи, пусть масса свинцового шара равна m и при падении с высоты h он плавится. Аналогично предыдущей задаче, можно записать уравнение:

mgh = Q + 1/2mv^2

где Q - количество внутренней энергии шара после удара о землю, равное его массе (m) изначальной температуре (T) и изменении температуры (ΔT):

Q = mcΔT

Подставим данное значение Q и уравнение примет вид:

mgh = mcΔT + 1/2mv^2

Выразим ΔT:

ΔT = (mgh - 1/2mv^2) / mc

Также у нас есть значение начальной температуры (T) равное 27 °С, которое необходимо учесть в вычислениях.

ΔT = T - (mgh - 1/2mv^2) / mc

ΔT = 273 K + 27 °С - (mgh - 1/2mv^2) / mc

Теперь подставим данное значение массы (m), удельной теплоемкости (c), высоты (h) и скорости после удара (v) и произведем вычисления:

m = 1 кг
c = ?

К сожалению, в условии задачи не указано значение удельной теплоемкости свинца (c), поэтому невозможно произвести точные вычисления. Без данного значения невозможно определить, с какой высоты должен упасть свинцовый шар, чтобы при ударе о землю он расплавился.
ПОКАЗАТЬ ОТВЕТЫ
Другие вопросы по теме Физика