На сколько градусов повышается температура сталийни пули, когда она, летя со скоростью 800 м/с, попадает в песок

Содержание вопроса: Теплообмен

Инструкция: Чтобы решить данную задачу, мы будем использовать законы сохранения энергии и закон сохранения механической энергии для определения повышения температуры стальной пули.

Выделяемое тепло будет равно изменению кинетической энергии пули при ее поглощении песком. Мы используем формулу изменения кинетической энергии:

ΔE = (1/2)m(v2^2 - v1^2),

где ΔE - изменение кинетической энергии, m - масса пули, v1 - начальная скорость пули, v2 - конечная скорость пули.

Так как пуля поглощает 54% от выделяемого тепла, мы можем выразить изменение кинетической энергии пули следующим образом:

ΔE = 0.54m(v2^2 - v1^2).

Для нахождения повышения температуры пули, мы воспользуемся уравнением теплового баланса:

Q = mcΔT,

где Q - выделение тепла пулей при контакте с песком, m - масса пули, c - удельная теплоемкость стали, ΔT - изменение температуры.

Таким образом, мы можем выразить ΔT:

ΔT = Q/(mc).

Дополнительный материал: Пусть масса пули составляет 0.01 кг, начальная скорость пули равна 800 м/с, а удельная теплоемкость стали составляет 500 Дж/(кг·°C). Пусть также выделение тепла пулей при контакте с песком составляет 1000 Дж. Найдите повышение температуры пули.

Совет: Для более легкого овладения темой теплообмена, рекомендуется ознакомиться с терминологией и основными законами сохранения энергии.

Проверочное упражнение: Пуля массой 0.02 кг, двигаясь со скоростью 500 м/с, попадает в блок глины. Рассчитайте изменение температуры пули, если выделение тепла составляет 1500 Дж, а удельная теплоемкость стали равна 400 Дж/(кг·°C).