Question

Паровой молот массой 2 т падает с высоты 5м на железную болванку масою 4 кг. На сколько градусов нагреется железо при 1 ударе?

Answer 1

Ответ:

$\frac{m_{1}u^2}{2} =cm_{2}T\\T=\frac{m_{1}u^2}{2cm_{2}} =\frac{2000*25}{2*400*4} =15$ C*

Answer 2

Чтобы определить, на сколько градусов нагреется железо при одном ударе, мы можем использовать закон сохранения энергии. При падении молота на болванку, его потенциальная энергия превратится в кинетическую энергию молота и внутреннюю энергию болванки, вызывая ее нагрев. Мы можем рассчитать изменение внутренней энергии болванки, а затем использовать специфическую теплоемкость железа для определения изменения температуры.

Сначала определим изменение потенциальной энергии молота при падении с высоты 5 м:

Изменение потенциальной энергии = масса × ускорение свободного падения × высота = 2000 кг × 9,8 м/с² × 5 м = 98 000 Дж

Далее, предположим, что вся потенциальная энергия молота превращается во внутреннюю энергию болванки:

Изменение внутренней энергии болванки = изменение потенциальной энергии молота

Теперь мы можем использовать формулу изменения внутренней энергии:

Изменение внутренней энергии = масса × специфическая теплоемкость × изменение температуры

Поскольку мы ищем изменение температуры, мы можем переписать формулу:

Изменение температуры = Изменение внутренней энергии / (масса × специфическая теплоемкость)

Для железа специфическая теплоемкость составляет около 450 Дж/кг·°C.

Подставляя значения:

Изменение температуры = 98 000 Дж / (4 кг × 450 Дж/кг·°C)

Изменение температуры ≈ 54,4 °C

Таким образом, железо нагреется на примерно 54,4 °C при одном ударе.