Определи, на сколько градусов нагреется кусок латуни, если он упадёт с высоты 22 м на землю. Считай, что вся кинетическая энергия латуни переходит во внутреннюю энергию. Удельная теплоёмкость латуни равна 380 Дж/(кг·°С). При расчётах прими g=9,8 Н/кг.
Ответ (округли до десятых):
°С.
Ответы
Ответ:
0,6
Объяснение:
На высоте 22 м кусок латуни обладает потенциальной энергией, равной:
Eпот=mgh, где
m — масса куска латуни;
h=22 м — высота, с которой этот кусок падает.
При падении происходит переход потенциальной энергии куска латуни в его кинетическую энергию:
Eкин=mv22, где
m — масса куска латуни;
v — его скорость у поверхности земли.
Кинетическая энергия латуни, согласно закону сохранения полной механической энергии, у самой поверхности земли становится равной его потенциальной энергии на высоте 22 м:
Eпот=Eкин,
или
mgh=mv22.
Во время удара куска латуни о землю происходит переход его кинетической энергии во внутреннюю, что проявляется в нагревании латуни. Поскольку вся кинетическая энергия переходит во внутреннюю, то:
Eкин=ΔEвнутр=Q, где
Q=cmΔt — количество теплоты, необходимое для нагревания куска латуни массой m с удельной теплоёмкостью c=380 Дж/(кг·°С) на Δt°C.
Таким образом, при падении куска латуни с высоты и его ударе о землю происходит следующая цепочка превращения энергии:
Eпот=Eкин=ΔEвнутр=Q,
или
mgh=mv22=cmΔt.
Сократив в данном равенстве общий множитель (массу m), получим равенство:
gh=v22=cΔt.
Приравняем отдельно первую и третью части данного равенства:
gh=cΔt;
выразим искомое изменение температуры:
Δt=ghc.
Рассчитаем его с точностью до десятых:
Δt=9,8⋅22380,
Δt=0,6°С.