Question

З якої висоти впав сталевий молот на ковадло якщо він нагрівся на 0,1°С? Вважити,що 50% його механічної енергії перетворилась у внутрішню? помогите пожалуйста​

Answer 1

Ответ:

Объяснение:

Дано:

Δt = 0,1 °C

с = 460 Дж/(кг·°С) - удельная теплоемкость стали

η = 50 %      или    η = 0,50

_____________________

H - ?

1)

Количество теплоты:

Q = c·m·Δt = 460·0,1·m = 46·m     ( Дж)

2)

Полная механическая энергия

W = Q/η = 46·m / 0,50 = 92·m  (Дж)

Но:

Eп = W

m·g·H = 92·m

H = 92 / g = 92 / 10 = 9,2 м

Answer 2

Для того щоб визначити висоту, з якої впав сталевий молот на ковадло, вам знадобиться використовувати закон збереження енергії. Ми можемо вважати, що механічна енергія молота під час падіння перетворюється на внутрішню енергію ковадла і на тепло (через підвищення температури).

Закон збереження енергії можна виразити так:

Механічна енергія початкова = Внутрішня енергія + Тепло

Механічна енергія включає кінетичну енергію (пов'язану з рухом молота) і потенційну енергію (пов'язану з його висотою).

Еквівалентно:

mgh = ΔU + Q

де: m - маса молота, g - прискорення вільного падіння (приблизно 9.8 м/с²), h - висота падіння, ΔU - зміна внутрішньої енергії ковадла, Q - тепло, яке поглинається ковадлом.

За умовою, ми знаємо, що 50% механічної енергії молота перетворилася на внутрішню енергію. Тобто:

ΔU = 0.5 * mgh

Тепло, яке поглинається ковадлом, може бути виражено через зміну температури і теплоємність:

Q = mcΔT

де: c - теплоємність ковадла, ΔT - зміна температури (0.1 °C у цьому випадку).

Підставивши ці вирази в рівняння збереження енергії, ми отримаємо:

mgh = 0.5 * mgh + mcΔT

Скасовуючи mgh з обох боків та спрощуючи, ми зможемо знайти висоту h:

0.5 * mgh = mcΔT h = 2 * c * ΔT / g

Теплоємність сталі іноді виражають в Дж/(г°C), де 1 г = 0.001 кг. Зазвичай теплоємність сталі становить близько 0.46 Дж/(г°C).

Підставивши дані, ми отримаємо:

h = 2 * 0.46 * 0.001 * 0.1 / 9.8 ≈ 0.0000094 м

Отже, молот впав з висоти приблизно 0.0094 метра, або 9.4 мм.