Из какого материала сделана металлическая деталь массой 200 г, если для нагрева ее от 20 до 40 °C потребовалось

Предмет вопроса: Тепловое расширение и теплоемкость

Разъяснение: Для решения данной задачи необходимо использовать знания о тепловом расширении и теплоемкости.

Тепловое расширение обусловлено изменением размеров тела при изменении его температуры. В данном случае мы имеем изменение температуры от 20 до 40 °C, что приводит к изменению размеров металлической детали.

Теплоемкость — это количественная характеристика вещества, которая определяет, сколько энергии необходимо передать или извлечь из вещества, чтобы изменить его температуру на единицу. Теплоемкость обозначается символом С.

Масса тела, его тепловое расширение и изменение температуры связаны следующей формулой:

Q = m * С * ΔT,

где Q - количество переданной энергии (560 Дж),
m - масса детали (200 г),
С - теплоемкость детали,
ΔT - изменение температуры (40 °C - 20 °C = 20 °C).

Необходимо выразить теплоемкость С:

С = Q / (m * ΔT).

Подставляя известные значения, получаем:

С = 560 Дж / (200 г * 20 °C) = 1,4 Дж/(г * °C).

Таким образом, теплоемкость металлической детали равна 1,4 Дж/(г * °C).

Например: Вычислите количество переданной энергии, если масса детали составляет 150 г, а изменение температуры равно 30 °C.

Совет: Чтобы лучше понять тему теплового расширения и теплоемкости, можно провести дополнительные эксперименты в классе, изучить применение этих явлений в повседневной жизни, а также обратиться к дополнительной литературе.

Проверочное упражнение: У металлического стержня массой 500 г и теплоемкостью 0,8 Дж/(г * °C) изменение температуры составляет 50 °C. Найдите количество переданной энергии.