На нагревание какого из шариков, сплошного или полого, было затрачено большее количество теплоты? Выберите и отметьте

Ledyanoy_Podryvnik

70

Чтобы определить, на нагревание какого из шариков было затрачено большее количество теплоты, мы должны рассмотреть и сравнить теплоемкости обоих шариков.

Теплоемкость - это количество теплоты, необходимое для нагревания тела на единицу температурного изменения. Сплошной шарик и полый шарик имеют различную структуру, поэтому их теплоемкости могут отличаться.

Пусть \(m_1\) и \(m_2\) - массы сплошного и полого шариков соответственно. Также пусть \(C_1\) и \(C_2\) - теплоемкости сплошного и полого шариков соответственно.

Значение теплоемкости определяется материалом, из которого изготовлено тело, и его структурой. Для данной задачи нам неизвестны материалы, но мы знаем, что структуры шариков различны.

Рассмотрим сплошной шарик. У него масса \(m_1\) и теплоемкость \(C_1\). Предположим, что мы подводим к нему теплоту и повышаем его температуру на \(\Delta T\) градусов.

Тогда количество переданной теплоты \(Q_1\), которое необходимо для нагревания сплошного шарика, можно выразить следующим образом:

\[Q_1 = C_1 \cdot \Delta T\]

Для полого шарика, у которого масса \(m_2\) и теплоемкость \(C_2\), количество переданной теплоты \(Q_2\) будет таким:

\[Q_2 = C_2 \cdot \Delta T\]

Теперь давайте рассмотрим выражение \(\frac{{Q_2}}{{Q_1}}\). Если это выражение больше единицы, то на нагревание полого шарика было затрачено больше теплоты. Если это выражение равно единице, то на нагревание обоих шариков было затрачено одинаковое количество теплоты.

Однако, если мы заметим, что на нагревание полого шарика было затрачено меньшее количество теплоты, то на нагревание сплошного шарика было затрачено большее количество теплоты.

Теперь вернемся к ответам и проанализируем каждый из них:

1. Ответ зависит от размера полости во втором шарике - этот ответ подразумевает, что изменение размера полости влияет на значение теплоемкости \(C_2\). Возможно, что чем больше размер полости, тем большее количество теплоты необходимо для нагревания полого шарика. Однако, без дополнительной информации не можем точно сказать, зависит ли теплоемкость от размера полости. Поэтому данный ответ не является правильным.

2. Было затрачено одинаковое количество теплоты на нагревание обоих шариков - данный ответ не противоречит условию задачи, поскольку он предполагает, что полый и сплошной шарики имеют одинаковые теплоемкости. Однако, как мы сказали ранее, структуры этих шариков разные, и поэтому их теплоемкости могут отличаться. Таким образом, этот ответ также не может являться правильным.

3. Было затрачено большее количество теплоты на нагревание полого шарика - данный ответ кажется логичным, поскольку полый шарик имеет структуру, в которой тепло оказывается более распространенным. Тепло может проходить через полость шарика без сопротивления, поэтому может потребоваться больше теплоты для его нагревания. Таким образом, этот ответ может быть правильным.

4. Было затрачено большее количество теплоты на нагревание сплошного шарика - если на нагревание полого шарика было затрачено менее теплоты, значит, на нагревание сплошного шарика было затрачено больше теплоты. Поэтому данный ответ также может быть правильным.

Таким образом, чтобы определить правильный ответ, нам необходимо знать, какая из шариков имеет большую теплоемкость, а мы не располагаем этой информацией. Поэтому мы не можем точно выбрать правильный ответ из предложенных.