Question

1)На сколько меньше внутренняя энергия 30 кг стали при температуре 273К, чем в жидком сочтоянии при температуре 1673К? 2) С какой высоты должен упасть кусок свинца, чтобы при ударе о поверхность Земли он расправился? Начальная температура свинца 200К, на нагревание и плавление свинца идёт 50% его энергии.

Answer 1

1) Ищи по формуле U=(m/M)*R*t

Answer 2

1. Для вычисления разницы во внутренней энергии между 30 кг стали при температуре 273K и этой же стали в жидком состоянии при температуре 1673K, мы можем использовать уравнение внутренней энергии и закон сохранения энергии.

Для начала, нам нужно учесть изменение температуры, используя уравнение внутренней энергии:

ΔU = m * c * ΔT

где: ΔU - изменение внутренней энергии m - масса стали c - удельная теплоемкость стали ΔT - изменение температуры

Для стали можно принять, что удельная теплоемкость c = 0.46 Дж/(г∙K).

ΔT = 1673 K - 273 K = 1400 K m = 30 кг = 30000 г

ΔU = 30000 г * 0.46 Дж/(г∙K) * 1400 K = 19320000 Дж = 19320 кДж

Теперь нам нужно учесть изменение энергии при переходе из твердого состояния в жидкое состояние. Вы указали, что 50% энергии идет на нагрев и плавление. Таким образом, 50% от 19320 кДж будет потрачено на этот переход:

0.5 * 19320 кДж = 9660 кДж

Теперь мы можем рассмотреть изменение потенциальной энергии при падении.

2. Потенциальная энергия при падении зависит от высоты h, массы m и ускорения свободного падения g (приближенно равно 9.8 м/с² на поверхности Земли) и равна:

PE = m * g * h

Мы знаем, что 50% всей энергии, 9660 кДж, будет потрачено на потерю энергии при переходе свинца из твердого состояния в жидкое состояние. Таким образом, это изменение потенциальной энергии при падении:

PE_loss = 9660 кДж = 9660 * 1000 Дж

Теперь мы можем выразить высоту h:

h = PE_loss / (m * g)

h = (9660 * 1000 Дж) / (30 кг * 9.8 м/с²) ≈ 32,653 м

Кусок свинца должен упасть с высоты около 32,653 метров (приближенно 32,7 км), чтобы при ударе о поверхность Земли он расправился.