По одинаково тяжелому куску бетона и серебра сделали одинаковое количество ударов молотка с равной силой. Определите

  • 30
По одинаково тяжелому куску бетона и серебра сделали одинаковое количество ударов молотка с равной силой. Определите и объясните, какой из этих кусков нагреется меньше. Удельная теплоемкость бетона составляет 880 Дж/(кг·°C), а удельная теплоемкость серебра - 250 Дж/(кг·°C).
Суслик
50
Чтобы определить, какой из этих кусков - бетон или серебро - нагреется меньше, мы должны использовать формулу для расчета количества тепла, переданного веществу. Формула такая:

\[Q = mcΔT\]

где:
Q - количество тепла,
m - масса вещества,
c - удельная теплоемкость вещества,
ΔT - изменение температуры.

Для каждого материала мы будем применять эту формулу.

Предположим, что масса куска бетона и серебра одинаковая и равна, скажем, 1 кг. Мы продолжим использовать это значение для решения задачи.

Теперь найдем количество тепла, которое передается каждому куску при одном ударе молотка. Поскольку удары равны по силе, они передадут одинаковое количество энергии каждому куску. Поэтому мы можем проигнорировать эту часть и сосредоточиться только на расчете тепла, переданного каждому материалу.

Для бетона:
\[Q_{\text{бет}} = mcΔT_{\text{бет}}\]
\[Q_{\text{бет}} = 1 \, \text{кг} \times 880 \, \text{Дж/(кг·°C)} \times ΔT_{\text{бет}}\]

Для серебра:
\[Q_{\text{сер}} = mcΔT_{\text{сер}}\]
\[Q_{\text{сер}} = 1 \, \text{кг} \times 250 \, \text{Дж/(кг·°C)} \times ΔT_{\text{сер}}\]

Мы хотим узнать, какой материал нагреется меньше, поэтому сравним количество тепла, переданного каждому материалу. Здесь важно отметить, что температурное изменение (ΔT) будет одинаковым для обоих материалов, так как удары молотка равны по силе.

Теперь давайте сравним выражения:
\[Q_{\text{бет}} = 1 \, \text{кг} \times 880 \, \text{Дж/(кг·°C)} \times ΔT_{\text{бет}}\]
\[Q_{\text{сер}} = 1 \, \text{кг} \times 250 \, \text{Дж/(кг·°C)} \times ΔT_{\text{сер}}\]

Мы видим, что удельная теплоемкость бетона (880 Дж/(кг·°C)) больше, чем удельная теплоемкость серебра (250 Дж/(кг·°C)). Это означает, что каждый градус температурного изменения потребует больше энергии для бетона, чем для серебра.

Следовательно, при одинаковом количестве ударов молотка с равной силой, кусок бетона нагреется меньше, чем кусок серебра. Это происходит из-за более высокой удельной теплоемкости бетона, которая требует большего количества энергии для нагрева на один градус по сравнению с серебром.