Яка частина маси свинцевої кулі розплавиться, якщо вона летить зі швидкістю 400 м/с і пробиває дошку, в результаті чого

Содержание: Теплообмін та теплові процеси.

Пояснення: Теплообмін - це процес передачі енергії (тепла) від одного тіла до іншого через контакт або взаємодію. У даній задачі ми маємо справу з теплообміном при ударі свинцевої кулі про дошку.

З метою вирішення задачі нам необхідно використати рівняння для теплового обміну:

Q = mcΔT,

де Q - кількість теплоти, m - маса тіла, c - специфічна теплоємність, ΔT - зміна температури.

У задачі нам дано, що на нагрівання кулі витрачається 60% енергії. З цього можемо зробити висновок, що зміна температури буде спричинена 40% енергії, яка втратилася на пробивання дошки.

Тепер знаємо, що куля зменшила свою швидкість з 400 м/с до 100 м/с. За відповідними формулами можна обчислити зміну кінетичної енергії.

ΔE = (1/2)mv²₁ - (1/2)mv²₂,

де ΔE - зміна кінетичної енергії, m - маса тіла, v₁ - початкова швидкість, v₂ - кінцева швидкість.

Отже, знаючи зміну кінетичної енергії, ми можемо обчислити специфічну теплоємність кулі за формулою:

c = ΔQ/(mΔT),

де ΔQ - зміна теплоти, m - маса тіла, ΔT - зміна температури.

Після знаходження специфічної теплоємності, можна розрахувати яку частину маси свинцевої кулі розплавиться. Така частина маси буде відношенням зміни температури на початку і в кінці процесу.

Приклад використання:
Ми знаємо, що температура кулі перед ударом становила 270 градусів, а після удару швидкість становить 100 м/с. Масу та інші дані задано. Необхідно розрахувати, яка частина маси кулі розплавиться.


Рекомендації:
- Ретельно працюйте з одиницями вимірювання, перевіряйте, що всі дані виражені в однорідних одиницях;
- Пам"ятайте формули для теплового обміну та кінетичної енергії.

Завдання:
Вирішіть задачу: Яка частина маси свинцевої кулі розплавиться, якщо вона летить зі швидкістю 400 м/с і пробиває дошку, в результаті чого її швидкість зменшується до 100 м/с, а температура кулі в момент удару складає 270 градусів? Вважайте, що на нагрівання кулі витрачається 60% енергії. Всі необхідні дані задано.