Question

ФИЗИКА ПОМОГИТЕ СДЕЛАТЬ ХОТЬ 1 ПРОШУУУУУУ Яка кількість теплоти потрібна для нагрівання сталевої деталі масою 300г від 40 до 940°С? (2бали) Для нагрівання 250 г металу від 40 до 55 °С потрібнакількість теплоти 1,5 кДж. Визначте, що це за метал.

Answer 1

Ответ:

Для розв'язання обох питань спростимо спосіб визначення теплоти.

Спершу знайдемо кількість теплоти, яка потрібна для нагрівання сталевої деталі масою 300 г від 40 до 940 °C. Для цього використовуємо формулу для обчислення кількості теплоти:

Q = m * c * ΔT,

де:

Q - кількість теплоти (в джоулях),

m - маса деталі (в кілограмах),

c - специфічна теплоємність матеріалу (у цьому випадку сталі),

ΔT - зміна температури (в кельвінах).

Специфічна теплоємність для сталі близька до 500 Дж/(кг·°C).

Знаючи ці значення, ми можемо обчислити кількість теплоти:

ΔT = 940 °C - 40 °C = 900 °C = 900 K (оскільки 1 °C = 1 K),

m = 300 г = 0,3 кг,

c (специфічна теплоємність для сталі) ≈ 500 Дж/(кг·°C).

Застосуємо формулу:

Q = 0,3 кг * 500 Дж/(кг·°C) * 900 K = 135,000 Дж.

Отже, для нагрівання сталевої деталі масою 300 г від 40 до 940 °C потрібно 135,000 Дж теплоти.

Тепер, для визначення металу, для якого потрібна кількість теплоти 1,5 кДж (1500 Дж) для нагрівання 250 г від 40 до 55 °C, використовуємо ту саму формулу і відомі значення:

ΔT = 55 °C - 40 °C = 15 °C = 15 K,

m = 250 г = 0,25 кг.

Тепер ми можемо обчислити специфічну теплоємність цього металу:

c = Q / (m * ΔT) = 1500 Дж / (0,25 кг * 15 K) = 40 Дж/(кг·°C).

За таким значенням специфічної теплоємності можна визначити, що це за метал, оскільки кожний метал має свою унікальну специфічну теплоємність. Зробити це можна, порівнюючи отримане значення зі специфічними теплоємностями різних металів і вибираючи той, який найбільше підходить.

Объяснение:

Answer 2

Для розв'язання цього завдання використаємо формулу для визначення теплової енергії:

\[ Q = mc\Delta T, \]

де: - \( Q \) - теплова енергія, - \( m \) - маса тіла, - \( c \) - питома теплоємність матеріалу, - \( \Delta T \) - зміна температури.

1. Розглянемо перше завдання:

Маса \( m = 300 \, \text{г} \), початкова температура \( T_1 = 40^\circ \text{C} \), кінцева температура \( T_2 = 940^\circ \text{C} \).

Температурна різниця \( \Delta T = T_2 - T_1 = 940^\circ \text{C} - 40^\circ \text{C} = 900^\circ \text{C} \).

Питома теплоємність для сталі зазвичай приблизно 0.45 \(\text{Дж/(г}\cdot^\circ \text{C})\).

Підставимо значення у формулу:

\[ Q = 300 \, \text{г} \cdot 0.45 \, \text{Дж/(г}\cdot^\circ \text{C}) \cdot 900^\circ \text{C} \]

\[ Q = 121500 \, \text{Дж} \]

Таким чином, для нагрівання сталевої деталі масою 300 г від 40 до 940 °C потрібна теплова енергія 121500 Дж.

2. Тепер розглянемо друге завдання:

Маса \( m = 250 \, \text{г} \), початкова температура \( T_1 = 40^\circ \text{C} \), кінцева температура \( T_2 = 55^\circ \text{C} \).

Температурна різниця \( \Delta T = T_2 - T_1 = 55^\circ \text{C} - 40^\circ \text{C} = 15^\circ \text{C} \).

Питома теплоємність для даного металу можна знайти, використовуючи формулу:

\[ Q = mc\Delta T \]

\[ c = \frac{Q}{m\Delta T} \]

\[ c = \frac{1.5 \, \text{кДж}}{250 \, \text{г} \cdot 15^\circ \text{C}} \]

\[ c = \frac{1.5 \times 1000 \, \text{Дж}}{3750 \, \text{г}^\circ \text{C}} \]

\[ c = 0.4 \, \text{Дж/(г}\cdot^\circ \text{C}) \]

Тепер, знаючи питому теплоємність \( c \), можна визначити, що це за метал. Для цього порівняємо отримане значення з відомими значеннями питомих теплоємностей для різних металів. Якщо значення збігається з певним металом, то це його питома теплоємність, а отже, метал можна ідентифікувати.

Наприклад, для алюмінію питома теплоємність близько 0.9 \(\text{Дж/(г}\cdot^\circ \text{C})\), для заліза - близько 0.45 \(\text{Дж/(г}\cdot^\circ \text{C})\), для свинцю - близько 0.13 \(\text{Дж/(г}\cdot^\circ \text{C})\), і так далі.

Таким чином, порівняємо отримане значення з відомими значеннями питомих теплоємностей для різних металів і визначимо, який метал вам задали.