Физика / Медный стержень и температура Медный стержень имеет длину lo = 1 m при температуре равной 20 °C и массу м0 =2 кг. Коэффициент удлинения меди составляет 16*10^-6 1/K, удельная теплоемкость составляет 0,38 кДж.
а)До какой температуры нужно нагревать стержень, чтобы он стал длиннее на 1мм?
б)При какой температуре можно нагревать стержень, поддерживая температуру 20 кДж
Заранее спасибо! Желательно с решениями

Предыдущий
вопрос Следующий
вопрос

а) Для того чтобы стержень удлинился на 1 мм, нужно определить изменение температуры ΔT.

Из уравнения удлинения стержня можно записать:
ΔL = α L0 ΔT,
где ΔL = 1 мм = 0,001 м, α = 16*10^-6 1/K, L0 = 1 м.

Отсюда получаем:
0,001 = 1610^-6 1 ΔT,
ΔT = (0,001) / (1610^-6) = 62,5 K.

Таким образом, стержень нужно нагреть до температуры 62,5°C.

б) Для поддержания температуры стержня на уровне 20°C можно использовать уравнение сохранения тепловой энергии:

m c ΔT = Q,
где m = 2 кг, c = 0,38 кДж, ΔT - изменение температуры, Q = 20 кДж.

Отсюда:
2 0,38 ΔT = 20,
ΔT = 20 / (2 * 0,38) = 26,32 K.

Таким образом, стержень можно нагревать до температуры 26,32°C, чтобы поддерживать температуру на уровне 20°C.