Question

Задача 5. Упав с некоторой высоты, капля дождя массой 0,05 г при ударе о землю нагрелась на 1°C. Какое количество теплоты потребовалось для нагревании капли? С какой высоты упала капля, если её механическая энергия вся превратилась во внутреннюю? HEEEELP MEEEE. С объяснением позязя

Answer 1

A = Q
mgh = cm * 1°
gh = c
10 м/с2 * h = 4,2 кдж/кг * °С
h = c/g
h=0, 42 м

Answer 2

Для решения этой задачи, мы можем воспользоваться законом сохранения энергии. Механическая энергия тела в начальный момент времени (перед падением) равна его внутренней энергии после падения.

Механическая энергия тела, падающего с высоты h, можно выразить следующим образом:

E = m * g * h,

где: E - механическая энергия (джоули), m - масса капли (0,05 г = 0,00005 кг), g - ускорение свободного падения (приближенно равно 9,81 м/с² на поверхности Земли), h - высота падения (метры).

Теперь нам нужно найти изменение внутренней энергии капли, которое равно количеству теплоты, потребовавшемуся для нагревания капли на 1°C.

Известно, что изменение внутренней энергии можно выразить через массу, удельную теплоемкость и изменение температуры следующим образом:

ΔQ = m * c * ΔT,

где: ΔQ - изменение внутренней энергии (джоули), m - масса капли (0,00005 кг), c - удельная теплоемкость (предположим, что это вода, у которой удельная теплоемкость приблизительно равна 4,18 Дж/(г·°C)), ΔT - изменение температуры (1°C).

Теперь мы можем выразить массу капли через изменение внутренней энергии:

ΔQ = 0,00005 кг * 4,18 Дж/(г·°C) * 1°C, ΔQ = 0,000209 Дж.

Теперь у нас есть изменение внутренней энергии. Согласно закону сохранения энергии, это изменение внутренней энергии равно изменению механической энергии при падении. Таким образом:

ΔQ = E,

0,000209 Дж = 0,00005 кг * 9,81 м/с² * h.

Теперь найдем высоту h:

h = 0,000209 Дж / (0,00005 кг * 9,81 м/с²), h ≈ 0,000426 метров.

Теперь переведем эту высоту в сантиметры (1 метр = 100 см):

h ≈ 0,000426 м * 100 см/м, h ≈ 0,0426 см.

Таким образом, капля дождя упала с высоты около 0,0426 см.