Чтобы решить эту задачу, давайте сначала вспомним, что количество теплоты, необходимое для нагрева вещества, можно рассчитать по формуле:
\[ Q = mc\Delta T \]
где:
- \( Q \) — количество теплоты (джоули),
- \( m \) — масса (килограммы),
- \( c \) — удельная теплоемкость (джоули на килограмм на градус Цельсия),
- \( \Delta T \) — изменение температуры (градусы Цельсия).
В данном случае у нас есть медная и стальная детали равной массы, и мы хотим узнать, во сколько раз меньшее количество теплоты нужно затратить для нагрева медной детали по сравнению со стальной.
Шаги решения:
Обозначим известные параметры:
- Пусть масса обеих деталей равна \( m \).
- Удельная теплоемкость меди (\( c_{\text{мед}} \)) и стали (\( c_{\text{сталь}} \)) известны. Для меди обычно принимается примерно \( c_{\text{мед}} = 385 \, \text{Дж/(кг·°C)} \), для стали — около \( c_{\text{сталь}} = 490 \, \text{Дж/(кг·°C)} \).
- Изменение температуры (\( \Delta T \)) одинаково для обеих деталей.
Составим формулы для количества теплоты:
- Для меди: \[ Q_{\text{мед}} = mc_{\text{мед}} \Delta T \]
- Для стали: \[ Q_{\text{сталь}} = mc_{\text{сталь}} \Delta T \]
Теперь найдем отношение количеств теплоты: \[ \frac{Q_{\text{мед}}}{Q_{\text{сталь}}} = \frac{mc_{\text{мед}} \Delta T}{mc_{\text{сталь}} \Delta T} = \frac{c_{\text{мед}}}{c_{\text{сталь}}} \]
Масса \( m \) и изменение температуры \( \Delta T \) сокращаются, так как они одинаковы.
Подставим значения: \[ \frac{Q_{\text{мед}}}{Q_{\text{сталь}}} = \frac{385}{490} \]
Выполним деление: \[ \frac{385}{490} \approx 0.7857 \]
Округлим до десятых: \[ 0.7857 \approx 0.8 \]
Ответ:
Количество теплоты, необходимое для нагрева медной детали, в 0.8 раз меньше, чем для стальной.