Какую изменение в температуре напильника вызовет процесс обработки детали, если рабочий сделал 5 движений стальным
Какую изменение в температуре напильника вызовет процесс обработки детали, если рабочий сделал 5 движений стальным напильником массой 200 г, с силой 60Н при каждом движении? При каждом движении рабочий перемещал напильник за 5с со средней скоростью 20 см/с. Учитывая, что на нагревание напильника идет 60% механической энергии рабочего и удельная теплоемкость стали составляет 460Дж/(кг*°C).
10.12.2023 09:10
Описание: Чтобы рассчитать изменение температуры напильника при обработке детали, нам понадобится использовать формулу, связывающую механическую работу с изменением температуры и удельной теплоемкостью материала.
Формула для расчета изменения температуры:
ΔT = W/(m*c)
Где:
ΔT - изменение температуры (в градусах Цельсия)
W - механическая работа (в джоулях)
m - масса напильника (в килограммах)
c - удельная теплоемкость стали (в Дж/(кг*°C))
Для расчета механической работы нам нужно узнать силу и перемещение, а затем использовать формулу:
W = F * s
Где:
W - механическая работа (в джоулях)
F - сила (в ньютонах)
s - перемещение (в метрах)
Теперь, имея все значения, мы можем подставить их в формулы и рассчитать изменение температуры.
Демонстрация:
Изначально предположим, что сила и перемещение одинаковы для каждого движения напильника.
F = 60Н
s = 0.2м (20см = 0.2м)
m = 0.2кг
c = 460Дж/(кг*°C)
Теперь мы можем рассчитать механическую работу W:
W = F * s
W = 60Н * 0.2м
W = 12Дж
Далее, используемформулу изменения температуры:
ΔT = W/(m*c)
ΔT = 12Дж / (0.2кг * 460Дж/(кг*°C))
ΔT = 12Дж / (0.092кг*°C)
ΔT ≈ 130.43°C
Таким образом, процесс обработки детали вызовет примерное изменение температуры напильника в размере около 130.43 градусов Цельсия.
Совет: Чтобы лучше понять эту тему, важно знать удельную теплоемкость материала и уметь правильно применять формулы. Регулярная практика решения задач поможет закрепить знания.
Задача на проверку: У некоторого материала удельная теплоемкость составляет 500 Дж/(кг*°C). Если на нагревание этого материала было потрачено 1000 Дж энергии при изменении температуры на 10 градусов Цельсия, какая масса этого материала была нагрета?