Каков будет рост температуры напильника после выполнения 5 движений стальным напильником массой 200 г с каждым разом
Каков будет рост температуры напильника после выполнения 5 движений стальным напильником массой 200 г с каждым разом приложением силы 60 Н? Скорость перемещения напильника составляет 20 см/с, и он нагревается в результате использования 60% механической энергии рабочего. Удельная теплоемкость стали составляет 460 Дж/кг°C.
16.11.2023 04:39
Инструкция:
Для определения повышения температуры напильника, мы можем использовать формулу для расчета изменения теплоты: ΔQ = mcΔT, где ΔQ - изменение теплоты, m - масса напильника, c - удельная теплоемкость материала (в данном случае стали), ΔT - изменение температуры.
Сначала найдем работу, выполненную силой при каждом движении:
W = Fs, где W - работа, F - сила, s - перемещение.
W = 60 Н * 0.2 м = 12 Дж.
Затем найдем общую работу, выполненную за 5 движений:
W_общ = 12 Дж * 5 = 60 Дж.
Так как напильник нагревается на 60% механической энергии рабочего, то изменение теплоты равно:
ΔQ = 0.6 * W_общ = 0.6 * 60 Дж = 36 Дж.
Расчет изменения температуры:
ΔQ = mcΔT.
36 Дж = 0.2 кг * 460 Дж/кг°C * ΔT.
ΔT = (36 Дж) / (0.2 кг * 460 Дж/кг°C) ≈ 0.391 °C.
Таким образом, температура напильника повысится примерно на 0.391 °C после выполнения 5 движений стальным напильником.
Например:
Учитывая параметры задачи, после выполнения 5 движений стальным напильником массой 200 г с каждым разом приложением силы 60 Н, температура напильника повысится примерно на 0.391 °C.
Совет:
Для лучшего понимания концепции работы, изменения температуры и расчета используемых формул, полезно внимательно изучить основы термодинамики и удельной теплоемкости материалов.
Ещё задача:
Масса железного гаечного ключа составляет 250 г. Приложив силу 80 Н к ключу, его переместили на 0.3 м. Если удельная теплоемкость железа составляет 450 Дж/кг°C, на сколько градусов повысится температура гаечного ключа после выполнения работы? (Ответ округлите до двух десятичных знаков.)