Question

с какой минимальной скоростью влетает метеорит в атмосферу земли если при этом он нагревается и плавится ? Метеоритное вещество состоит из железа. Начальная температура метеорита 3 градуса. Считать что в тепло превращается 80% кинетической энергии метеорита. Температура плавления железа 1538 градусов. Удельная теплоемкость 450Дж/кг . РЕШИТЕ ПОЖАЛУЙСТА!!!

Answer 1

Для того, чтобы довести до температуры плавления T₂ кусок металлического железа массы m при начальной температуре T₁ необходимо сообщить этому куску количество теплоты Q равное
Q = Cm(T₂ - T₁).
Если на этот нагрев уходит N процентов кинетической энергии W = mv²/2, то можно написать:
Q = Nmv²/(2*100)
Приравнивая оба эти выражения, получаем для v:
v = √200C(T₂ - T₁)/N = √(200*450*1535/80) = 1300 м в сек
Поскольку специально не оговорено, начальная температура взята "по Цельсию". В противном случае результат будет выше.

Answer 2

Для решения данной задачи, мы можем воспользоваться законами сохранения энергии и теплообмена. Первым шагом будет определение кинетической энергии метеорита при его вхождении в атмосферу. Затем мы найдем количество теплоты, необходимое для плавления метеорита, и свяжем это с его кинетической энергией. Наконец, мы найдем минимальную скорость, при которой метеорит начнет плавиться.

1. Кинетическая энергия метеорита: Кинетическая энергия (КЭ) выражается через массу (m) и скорость (v) метеорита: $\text{КЭ} = \frac{1}{2} m v^2$

2. Количество теплоты для плавления: Количество теплоты, необходимое для плавления, можно найти из разности температур начальной температуры метеорита (T_нач) и температуры плавления железа (T_плав): $\text{Количество теплоты для плавления} = m \times \text{удельная теплоемкость} \times (T_плав - T_нач)$

3. Связь кинетической энергии с теплом для плавления: По условию, 80% кинетической энергии превращается в тепло для плавления, таким образом: $\frac{4}{5} \times \text{КЭ} = \text{Количество теплоты для плавления}$

4. Минимальная скорость для начала плавления: Из уравнений выше найдем скорость (v) при которой начинается плавление.

Решение:

Начнем с вычисления кинетической энергии метеорита: $\text{КЭ} = \frac{1}{2} m v^2$

Далее, найдем количество теплоты для плавления: $\text{Количество теплоты для плавления} = m \times \text{удельная теплоемкость} \times (T_плав - T_нач)$

Используем связь между кинетической энергией и теплом для плавления: $\frac{4}{5} \times \text{КЭ} = \text{Количество теплоты для плавления}$

Наконец, найдем минимальную скорость для начала плавления метеорита: $v = \sqrt{\frac{10}{4} \times \frac{\text{Количество теплоты для плавления}}{m}}$

Подставим известные значения и решим задачу.