Какое увеличение температуры произойдёт у кусочка алюминия, если он упадёт с высоты 15 метров на землю, при условии, что вся его кинетическая энергия превратится во внутреннюю энергию? Удельная теплоёмкость алюминия равна 920 Дж/(кг·°С), а ускорение свободного падения примем равным 9,8 Н/кг.

Физика 8 класс Преобразование энергии увеличение температуры алюминия кинетическая энергия удельная теплоёмкость высота падения ускорение свободного падения Новый

Чтобы найти, какое увеличение температуры произойдёт у кусочка алюминия, нам нужно сначала рассчитать его кинетическую энергию, когда он упадёт с высоты 15 метров. Затем мы можем использовать эту энергию, чтобы определить, на сколько градусов Цельсия увеличится температура алюминия.

Шаг 1: Рассчитаем потенциальную энергию алюминия на высоте 15 метров.

Потенциальная энергия (PE) вычисляется по формуле:

PE = m * g * h

• где m - масса алюминия (в килограммах),
• g - ускорение свободного падения (9,8 Н/кг),
• h - высота (15 метров).

Шаг 2: Рассчитаем изменение температуры.

Когда алюминий падает и достигает земли, его потенциальная энергия превращается в внутреннюю энергию, которая затем вызывает увеличение температуры. Мы можем использовать формулу для расчета изменения температуры:

Q = m * c * ΔT

• где Q - тепло, полученное алюминием (это будет равно потенциальной энергии),
• c - удельная теплоёмкость алюминия (920 Дж/(кг·°С)),
• ΔT - изменение температуры (в градусах Цельсия).

Шаг 3: Объединим уравнения.

Мы знаем, что Q = PE, следовательно:

m * g * h = m * c * ΔT

Теперь мы можем сократить массу (m) с обеих сторон уравнения, так как она не равна нулю:

g * h = c * ΔT

Шаг 4: Найдем изменение температуры ΔT.

Теперь выразим ΔT:

ΔT = (g * h) / c

Шаг 5: Подставим известные значения.

g = 9,8 Н/кг, h = 15 м, c = 920 Дж/(кг·°С):

ΔT = (9,8 * 15) / 920

ΔT = 147 / 920

ΔT ≈ 0,16 °C

Ответ: Увеличение температуры кусочка алюминия составит примерно 0,16 °C.