Стальная деталь массой 20 кг при обработке на токарном станке нагрелась на 50° C На сколько дж увеличилась внутренняя энергия

Задача: массой m = 20 кг стальная деталь нагрелась на ΔT = 50°C. Найдём изменение внутренней энергии ΔU.

Что нужно знать:

• Формула: ΔU = m · c · ΔT, где c — удельная теплоёмкость материала.
• Для стали c примерно 0.46 кДж/(кг·K) (иногда встречается диапазон 0.46–0.50 кДж/(кг·K)).

Пошагово:

1. ΔT в градусах Кельвина равен 50 K (разность температур не зависит от шкалы).
2. Преобразуем c в Дж/(кг·K): 0.46 кДж/(кг·K) = 460 Дж/(кг·K).
3. Подставим в формулу: ΔU = 20 кг × 460 Дж/(кг·K) × 50 K.
4. Вычисление: 20 × 460 × 50 = 460,000 Дж.

Ответ:

• При c = 0.46 кДж/(кг·K): ΔU ≈ 4.6 × 10^5 Дж (460 kJ).
• При более теплопоглощённой стали с c ≈ 0.50 кДж/(кг·K): ΔU ≈ 5.0 × 10^5 Дж (500 kJ).

Примечание: Величина ΔU — приблизительная, потому что точное значение c зависит от состава стали. Также в реальности часть энергии может уходить на работу при расширении и потерю тепла в окружение, но простейшее решение задачи использует ΔU = m c ΔT.