По куску железа и по куску серебра, массы которых равны, ударили молотком с одной и той же силой одинаковое количество раз. Определи и обоснуй, какой кусок меньше нагреется. Удельная теплоёмкость железа равна 460 Дж/(кг • °C), удельная теплоёмкость серебра равна 250 Дж/(кг
.°C).
Выбери и отметь правильный ответ.
Ответы
Объяснение:
Для определения, какой кусок меньше нагреется, мы можем использовать закон сохранения энергии. Пусть масса обоих кусков одинакова и равна m, а удельная теплоемкость железа и серебра обозначены как C_железа и C_серебра соответственно.
Известно, что работа молотка (или переданная энергия) равна силе, умноженной на путь, который она преодолевает, т.е.:
Работа = F * s
Энергия, переданная молотком, преобразуется во внутреннюю энергию материала (нагрев), и это может быть выражено следующим образом:
Q = m * C * ΔT
где Q - количество тепла, переданного куску материала, m - масса материала, C - его удельная теплоемкость, ΔT - изменение температуры.
Поскольку масса и переданная энергия одинаковы для обоих кусков, сравнивать их можно по удельной теплоемкости.
Для железа:
Q_железа = m * C_железа * ΔT
Для серебра:
Q_серебра = m * C_серебра * ΔT
Чтобы определить, какой кусок меньше нагреется, сравним их удельные теплоемкости. Удельная теплоемкость железа (460 Дж/(кг • °C)) больше, чем удельная теплоемкость серебра (250 Дж/(кг • °C)). Это означает, что для одинаковой переданной энергии (работы молотка) изменение температуры (ΔT) в железе будет меньше, чем в серебре.
Таким образом, кусок железа меньше нагреется.