К чугунному и стальному стержням с помощью воска прикрепили монетки на равных расстояниях друг от друга. Затем эти стержни начали нагревать с помощью одинаковых горелок. От какого…

Краткий ответ: монетки отпадут быстрее от стального стержня.

Детальное объяснение (пошагово):

1. Что происходит при нагревании

• При нагревании стержень удлиняется. Для малого увеличения температуры ΔT длина изменяется примерно так: ΔL = α L ΔT, где α — коэффициент линейного теплового расширения материала.
• Расстояние между соседними монетками на стержне увеличивается в той же пропорции, то есть каждая связка воском подвергается растяжению.

2. Как связка воском ведёт себя при растяжении

• Воск удерживает монеты за счёт прочности сцепления и прочности клеевых связей. Когда растяжение становится достаточно сильным (или когда воск нагревается и теряет прочность/плавится), связь ломается и монетки отпадают.
• Таким образом, чем больше изменение длины ΔL за счет нагрева, тем выше напряжение в воске и тем быстрее может произойти отделение монет.

3. Сравнение стержней

• По общим данным стали и чугуна различаются по α (коэффициенту линейного расширения). Обычно сталь имеет чуть больший α, чем чугун, то есть при одном и том же приросте температуры стальной стержень растягивается больше.
• Следовательно, при одинаковом нагреве расстояние между монетами увеличится сильнее на стальном стержне, чем на чугунном. Это приводит к большему нагрузочному воздействию на восковое крепление и к более быстрому его разрушению.

4. Учитывая возможность теплопередачи

• Кроме механического роста расстояния, важна скорость нагрева воска. Металлы с большей теплопроводностью нагревают прикреплённые монеты быстрее, поэтому воску может стать тепло быстрее и он быстрее потеряет прочность. Сталь обычно имеет хорошую теплопроводность, поэтому этот фактор дополнительно склоняет к более быстрому отделению на стальном стержне.

5. Итог

• Поскольку сталь обычно имеет больший коэффициент линейного расширения и часто лучшую теплопроводность по сравнению с чугуном, монетки на стальном стержне будут отлетать быстрее при одинаковых условиях нагрева.

Примечание для условных задач: если в конкретной задаче заданы точные значения α для конкретных марок стали и чугуна, можно посчитать относительное ΔL и привести численные оценки времени до отделения, исходя из прочности воска и температуры плавления воска. Но в общем виде ответ остаётся: быстрее отпадут монетки от стального стержня.