Стальная деталь массой 1.200 г при обработке на токарном станке нагрелась на 35° C. Чему равно изменение внутренней энергии детали?

Цель: понять метод решения и получить численный ответ.

Задача предполагает, что при нагреве стальной детали изменение её внутренней энергии примерно равно количеству подведённого теплоты, если работа по расширению незначительна. В таком случае используется формула: ΔU = m · c · ΔT

Где:

• m — масса тела
• c — удельная теплоёмкость стали
• ΔT — изменение температуры

Для стали примем приближённое значение удельной теплоёмкости: c ≈ 0.46 Дж/(г·К) (значение зависит от марки стали, но в школьных задачах обычно берут около 0.46).

Данные задачи:

• m = 1.200 г
• ΔT = 35 K (то же самое, что и 35°C)

Вычисления:

1. ΔU = m · c · ΔT = 1.200 г × 0.46 Дж/(г·К) × 35 K
2. 0.46 × 35 = 16.1
3. 16.1 × 1.200 = 19.32 Дж

Ответ (с учётом разумной точности): ΔU ≈ 19 Дж (приближённо). Если взять другой тип стали и c ≈ 0.50 Дж/(г·К), получится ≈ 21 Дж. Так что изменение внутренней энергии в диапазоне примерно 19–21 Дж.