Яку залізну й алюмінієву деталі потрібно нагріти до температури плавлення, щоб нагріття дало більшу кількість теплоти?

Таинственный_Рыцарь_8353

38

Щоб відповісти на це запитання, спочатку нам потрібно зрозуміти, якою властивістю тіла вимірюється кількість теплоти, яку воно може поглинути. Ця властивість називається теплоємністю. Теплоємність визначається як кількість теплоти, необхідна для підігріву однієї одиниці маси тіла на одиницю температури.

Теплоємність позначається символом \(C\) і має одиницю Дж/градус Цельсія (Дж/°C) або калорій/градус Цельсія (кал/°C).

Отже, для порівняння теплоти, яку поглине якась маса заліза та алюмінію, нам потрібно знати їх теплоємності.

Теплоємність заліза складає 0.45 Дж/градус Цельсія, а теплоємність алюмінію становить 0.9 Дж/градус Цельсія.

Тепер, якщо ми розглянемо однакові маси заліза і алюмінію і зіставимо їх температури плавлення, ми можемо порівняти, яку кількість теплоти поглине кожен матеріал.

Температура плавлення заліза становить близько 1538 градусів Цельсія, а температура плавлення алюмінію становить близько 660 градусів Цельсія.

Отже, якщо ми нагріємо залізо до його температури плавлення, зрозуміло, що ми поглинемо певну кількість теплоти, визначену за формулою:

\[Q = m \cdot C \cdot \Delta T\]

де \(Q\) - кількість теплоти, \(m\) - маса тіла, \(C\) - теплоємність тіла, \(\Delta T\) - різниця в температурі.

Аналогічно, якщо ми нагріємо алюміній до його температури плавлення, ми також поглинемо кількість теплоти, визначену за тією самою формулою.

Тепер давайте зрозуміємо, яким чином температура плавлення впливає на кількість поглиненої теплоти.

За формулою видно, що кількість поглиненої теплоти \(Q\) залежить від температури плавлення тіла. Чим вище температура плавлення, тим більше теплоти необхідно поглинути для нагрівання тіла до цієї температури.

Таким чином, якщо порівняти залізо з алюмінієм при нагріванні до температури плавлення, залізо поглине більшу кількість теплоти.

Тепер знайдемо стосунок кількостей теплоти, поглинутих залізом і алюмінієм.

\[ \text{Стосунок} = \frac{\text{Кількість теплоти поглинута залізом}}{\text{Кількість теплоти поглинута алюмінієм}} \]

Застосуємо формулу теплоємності, щоб виразити кількість теплоти через теплоємність, масу і різницю в температурі:

\[ \text{Стосунок} = \frac{m_{\text{зал}} \cdot C_{\text{зал}} \cdot \Delta T_{\text{зал}}}{m_{\text{ал}} \cdot C_{\text{ал}} \cdot \Delta T_{\text{ал}}} \]

Тут \(m_{\text{зал}}\) і \(m_{\text{ал}}\) - маси заліза та алюмінію відповідно, \(C_{\text{зал}}\) і \(C_{\text{ал}}\) - їх теплоємності, а \(\Delta T_{\text{зал}}\) і \(\Delta T_{\text{ал}}\) - різниця в температурі (в даному випадку, температура плавлення).

Підставимо значення теплоємності заліза та алюмінію, які були наведені раніше:

\[ \text{Стосунок} = \frac{m_{\text{зал}} \cdot 0.45 \cdot \Delta T_{\text{зал}}}{m_{\text{ал}} \cdot 0.9 \cdot \Delta T_{\text{ал}}} \]

Для точної відповіді, нам потрібно знати маси заліза та алюмінію, а також різницю в їх температурах плавлення. Без цих значень, ми не можемо конкретизувати стосунок. Таким чином, відповідь буде залежати від конкретних вихідних даних у вашому завданні.

Будь ласка, надайте більше вихідних даних, і я допоможу вам розрахувати стосунок в конкретному випадку.