Какой из шаров, оловянный или стальной, имеет большую массу, если оба были нагреты на 15° и затратили одно и то же количество теплоты?

Физика 11 класс Теплота и температуры шар оловянный шар стальной масса шаров нагревание теплота физика 11 класс теплообмен свойства металлов Новый

Для того чтобы определить, какой из шаров имеет большую массу, давайте вспомним, что количество теплоты, которое передается телу, можно рассчитать по формуле:

Q = m * c * ΔT

где:

• Q - количество теплоты, переданное телу;
• m - масса тела;
• c - удельная теплоемкость материала;
• ΔT - изменение температуры.

В нашем случае оба шара (оловянный и стальной) были нагреты на 15°, значит, изменение температуры (ΔT) одинаково для обоих шаров.

Так как затраты теплоты (Q) также одинаковы, мы можем записать уравнения для обоих шаров:

1. Для оловянного шара: Q = m_ол * c_ол * 15
2. Для стального шара: Q = m_ст * c_ст * 15

Теперь, так как Q одинаково для обоих, мы можем приравнять эти два уравнения:

m_ол c_ол = m_ст c_ст

Теперь давайте рассмотрим удельные теплоемкости этих материалов:

• Удельная теплоемкость олова (c_ол) примерно равна 0.21 кДж/(кг·К);
• Удельная теплоемкость стали (c_ст) примерно равна 0.49 кДж/(кг·К).

Теперь мы можем выразить массу одного шара через массу другого:

m_ол = (m_ст * c_ст) / c_ол

Подставляя значения теплоемкостей:

m_ол = (m_ст * 0.49) / 0.21

Теперь мы видим, что масса оловянного шара будет пропорциональна массе стального шара, умноженной на отношение их удельных теплоемкостей. Поскольку c_ст > c_ол, это означает, что для того, чтобы затратить одно и то же количество теплоты, масса оловянного шара должна быть больше.

Таким образом, можно сделать вывод, что:

Оловянный шар имеет большую массу, чем стальной шар, если оба были нагреты на 15° и затратили одно и то же количество теплоты.