Сколько вырастет температура 5-граммового железного гвоздя после одного удара 400-граммового молотка, поднятого на

Объяснение:

При ударе молотка о железный гвоздь происходит передача энергии от молотка к гвоздю. Эта энергия преобразуется частично в механическую, а частично в тепловую энергию. Чтобы вычислить изменение температуры гвоздя, нам нужно знать количество теплоты, переданной от молотка к гвоздю.

Для этого используем формулу:

Q = m * g * h,

где Q — переданная теплота (в Джоулях), m — масса гвоздя (в килограммах), g — ускорение свободного падения (приближенно равно 9,8 м/с^2), h — высота, на которую поднят молоток (в метрах).

Так как у нас заданы значения исходных данных (масса молотка и высота подъема), подставим их в формулу:

Q = 5 * 9.8 * 1 = 49 Дж.

Теплота, полученная гвоздем после одного удара, равна 49 Дж.

Чтобы вычислить изменение температуры гвоздя, используем формулу:

ΔT = Q / (m * c),

где ΔT — изменение температуры (в градусах Цельсия), c — удельная теплоемкость железа (приближенно равна 0,45 Дж / (г * °C)).

Подставим значения:

ΔT = 49 / (5 * 0,45) ≈ 21,78 °C.

Таким образом, после одного удара молотка температура гвоздя изменится примерно на 21,78 °C.

Для определения изменения температуры после пяти ударов молотка нужно умножить это значение на 5:

ΔT = 21,78 * 5 = 108,9 °C.

Таким образом, после проведения пяти ударов молотка температура гвоздя изменится примерно на 108,9 °C.

Совет:

Чтобы лучше понять температурные эффекты удара молотка, полезно ознакомиться с понятием удельной теплоемкости материала, которая определяется количеством теплоты, необходимым для повышения температуры единичной массы материала на единичную температурную разницу.

Практика:

1. Сколько вырастет температура 10-граммового алюминиевого стержня после одного удара 300-граммового молотка, поднятого на высоту 2 метра? Как изменится температура стержня после проведения трех таких ударов молотка?