На какую высоту упал свинцовый шар, если после столкновения с стальной плитой его температура повысилась на 2,5 градуса

Термодинамика и энергия:

Объяснение:
Для решения этой задачи нужно использовать закон сохранения энергии. При падении свинцового шара его потенциальная энергия превращается в кинетическую энергию. Эта кинетическая энергия затем расходуется на нагревание шара.

Давайте обозначим потенциальную энергию шара до падения как Е_п. После падения шара его потенциальная энергия становится равной нулю, поэтому всю его энергию можно считать кинетической энергией. Обозначим ее как Е_кин.

Также мы знаем, что на нагревание шара было потрачено 80% его механической энергии. Обозначим эту энергию как 0,8 * Е_кин.

Теперь мы можем записать уравнение сохранения энергии:
Е_кин = 0,8 * Е_кин + ΔЕ_темп, где ΔЕ_темп - изменение энергии вызванное нагреванием

Из уравнения мы видим, что изменение энергии вызванное нагреванием равно оставшейся энергии шара:
ΔЕ_темп = 0,2 * Е_кин

Теперь мы знаем, что шар нагрелся на 2,5 градусов Цельсия. Известно, что ΔQ = mcΔT, где ΔQ - изменение теплоты, m - масса шара, c - удельная теплоемкость материала, ΔT - изменение температуры.
Таким образом, ΔЕ_темп = mcΔT.

Теперь мы можем сопоставить два выражения для ΔЕ_темп:
mcΔT = 0,2 * Е_кин

Массу шара (m) и его удельную теплоемкость (c) мы считаем известными константами. Мы можем решить это уравнение относительно ΔT, чтобы найти изменение температуры шара.

Например:
Дано: масса шара = 2 кг, удельная теплоемкость свинца = 130 Дж/кг·°С, ΔЕ_темп = 0,2 * Е_кин = 80 Дж

Задача: Найти изменение температуры шара (ΔT).

Решение:
mcΔT = ΔЕ_темп
2 * 130 * ΔT = 80
260 * ΔT = 80
ΔT ≈ 0,31 °С

Таким образом, шар нагрелся на приблизительно 0,31 градуса Цельсия после удара о стальную плиту.

Совет: Чтобы лучше понять эту тему, полезно изучить законы сохранения энергии и узнать больше о тепловых свойствах материалов.

Практика:
Масса шара составляет 1,5 кг, удельная теплоемкость свинца равна 150 Дж/кг·°С, истинная температура шара повысилась на 4 °С. Сколько энергии было затрачено на нагревание шара?