Металлический шар массой M1= 4 кг упал с высоты h=26м на свинцовую пластину массой m2=1кг и остановился. какие превращения и переходы энергии приютом происходят? на сколько градусов нагрелась пластина,если на ее нагревание пошло 80% выделившегося при ударе количества теплоты? начальная скорость шара равна 0
При падении металлического шара происходят следующие превращения и переходы энергии:
Потенциальная энергия начальной высоты превращается в кинетическую энергию падающего шара: Epot = m1 * g * h = 4 * 9.8 * 26 = 1019.2 Дж.
Кинетическая энергия шара передается свинцовой пластине при ударе: Ek = Epot = 1019.2 Дж.
Часть энергии уходит на деформацию шара и пластины, а также на звуковое и тепловое излучение. Поскольку шар остановился, его кинетическая энергия превратилась в другие формы энергии.
В данном случае 80% выделившейся энергии поглощается пластиной в виде теплоты. Пусть ΔQ - количество теплоты, которым нагрелась пластина.
Тогда ΔQ = 0.8 * Ek = 0.8 * 1019.2 = 815.36 Дж.
Считая, что пластина поглощает всю теплоту, без потерь и переходов к другим предметам, можем сказать, что эта теплота полностью переходит в повышение температуры пластины.
Чтобы определить, на сколько градусов нагрелась пластина, необходимо знать ее теплоемкость (C).
Для свинца C = 0.13 Дж/г∙°C.
Масса пластины (m2) = 1 кг.
Меняем единицу измерения на граммы: m2 = 1000 г.
Тогда, количество теплоты (Q) = C * m2 * ΔT,
где ΔT - изменение температуры пластины.
ΔT = ΔQ / (C * m2) = 815.36 / (0.13 * 1000) = 6.28 °C.
Таким образом, свинцовая пластина нагрелась на 6.28 °C.
