Question

9. Мідне тіло падає з висоти 800 м. На скільки градусів нагріється тіло, якщо 80 % його механічної енергії витрачається на нагрівання? Питома теплоємність міді дорівнює 400 Дж кг.°С

Answer 1

Щоб відповісти на це питання, ми можемо використовувати закон збереження енергії.

Запишемо дані: Висота падіння h = 800 м Питома теплоємність міді с = 400 Дж/кг.°С

Перше, що ми повинні зробити, це визначити масу мідного тіла. За законом всесвітнього тяжіння, маса тіла виражена як відношення його ваги до прискорення вільного падіння:

m = F/g

Виразимо вагу тіла, використовуючи формулу: F = mg

Замінимо вираз для F виразом для m:

m = mg/g

m = 1 кг

Тепер, коли ми знаємо масу тіла, ми можемо обчислити його механічну енергію (Е):

E = mgh

E = 1 кг * 9,8 м/с² * 800 м

E = 7840 Дж

Згідно з постановкою, 80% механічної енергії витрачається на нагрівання тіла. Тому енергія, витрачена на нагрівання (Q), може бути обчислена як:

Q = 0.8 * E

Q = 0.8 * 7840 Дж

Q = 6272 Дж

Тепер ми можемо використати формулу для обчислення зміни температури (ΔT) тіла, використовуючи формулу:

Q = mcΔT

ΔT = Q / mc

Підставимо дані в цю формулу:

ΔT = 6272 Дж / (1 кг * 400 Дж/кг.°С)

ΔT = 15.68 °С

Тому, тіло нагріється на 15.68 °С.