Какой из двух однородных брусков, имеющих одинаковую температуру 300 градусов, будет более быстро охлаждаться

Zolotoy_Korol

16

Данная задача относится к теплопередаче и позволяет нам понять, какая из двух однородных брусков будет быстрее охлаждаться на воздухе при разной массе.

Для решения этой задачи мы можем применить закон Ньютона о кулоновском охлаждении, который утверждает, что скорость изменения температуры тела пропорциональна разности температур между телом и окружающей средой.
Математически, это можно записать следующим образом:
\[\frac{{dQ}}{{dt}} = -hA(T - T_e),\]
где \(\frac{{dQ}}{{dt}}\) - скорость изменения тепла, \(h\) - коэффициент теплоотдачи, \(A\) - площадь поверхности тела, \(T\) - температура тела, \(T_e\) - температура окружающей среды.

Перепишем уравнение для двух брусков:
\[\frac{{dQ_1}}{{dt}} = -hA(T_1 - T_e),\]
\[\frac{{dQ_2}}{{dt}} = -hA(T_2 - T_e),\]
где индекс 1 относится к первому бруску, а индекс 2 - ко второму бруску.

Мы знаем, что площади поверхности для двух брусков одинаковы, поэтому \(A\) можно упустить из рассмотрения.

Теперь у нас есть две скорости изменения тепла:
\[\frac{{dQ_1}}{{dt}} = -h(T_1 - T_e),\]
\[\frac{{dQ_2}}{{dt}} = -h(T_2 - T_e).\]

Из условия задачи мы знаем, что \(T_1 = 300^\circ\)C, \(T_2 = 300^\circ\)C и \(T_e = 20^\circ\)C.

Также условием задачи является то, что первый брусок имеет в два раза большую массу, чем второй.

Из опыта и теории известно, что более массивные объекты имеют большую теплоемкость и могут сохранять более высокую температуру в течение длительного времени.

Таким образом, можно сделать вывод, что первый брусок, с бОльшей массой, будет охлаждаться медленнее, чем второй брусок с меньшей массой.

Ответ: Первый брусок (с бОльшей массой) будет охлаждаться медленнее, чем второй брусок (с меньшей массой), при одинаковой температуре и условиях окружающей среды.