На наковальню помещена медная деталь массой 50г. На нее свободно падает молот массой 100кг с высоты 3,8м. На сколько градусов нагрелась деталь? Считать, что вся потенциальная энергия молота переходит в тепло для детали без потерь.

Предыдущий
вопрос Следующий
вопрос

Для решения этой задачи мы можем использовать закон сохранения энергии. Потенциальная энергия молота при падении преобразуется в кинетическую энергию молота и теплоту, которая нагревает медную деталь.

Потенциальная энергия молота:
Ep = mgh,
где m - масса молота, g - ускорение свободного падения (принимаем за 10 м/c^2), h - высота падения.

Ep = 100кг 10 м/c^2 3.8м = 3800 Дж.

Эта энергия полностью переходит в тепло для нагрева медной детали. Мы можем использовать закон сохранения энергии, чтобы найти температурный эффект:

Q = mcΔT,
где Q - полученная тепловая энергия, m - масса медной детали, c - удельная теплоемкость меди (0,385 Дж/град), ΔT - изменение температуры.

3800 Дж = 50г 0,385 Дж/град ΔT,
DeltaT = 3800Дж / (50г * 0,385 Дж/град) = 196,1 град.

Итак, медная деталь нагреется на 196,1 градусов.