Question

Оцените, насколько повысится температура железного гвоздя массой 5 грамм при одном вдвое молотка 400 грамм, поднятого на высоту 1 м. Изменением температуры молотка пренебрегите. Насколько изменится температура гвоздя после 5 ударов молотка?

Answer 1

Ответ:

После пяти последовательных ударов, без учета тепловых потерь ≈ 110 °С

Answer 2

Для решения этой задачи мы можем использовать закон сохранения энергии. Потенциальная энергия молотка при поднятии на высоту равна работе, которую совершает сила тяжести:

Потенциальная энергия молотка (Em) = масса молотка (M) * ускорение свободного падения (g) * высота (h)

Em = 0.4 кг * 9.81 м/с² * 1 м = 3.924 Дж

Теперь мы можем использовать эту потенциальную энергию для рассчета изменения температуры гвоздя, предполагая, что вся энергия переходит внутрь гвоздя. Мы можем использовать уравнение тепловой емкости:

Q = m * c * ΔT

где Q - тепло, m - масса тела, c - удельная теплоемкость, ΔT - изменение температуры.

Сначала найдем удельную теплоемкость железа (c_fe). Значение удельной теплоемкости железа составляет около 450 Дж/кг·°C.

Теперь рассчитаем изменение температуры гвоздя:

3.924 Дж = 0.005 кг * c_fe * ΔT

ΔT = 3.924 Дж / (0.005 кг * 450 Дж/кг·°C) ≈ 17.4 °C

Итак, после поднятия и падения молотка на высоту 1 м, температура гвоздя увеличится примерно на 17.4 °C. После 5 таких ударов температура гвоздя увеличится на 5 * 17.4 °C = 87 °C.