Как можно определить, на сколько градусов нагрелось сверло дрели из стали массой 10 г и алюминиевая деталь массой 116 г, если известна мощность двигателя электродрели 500 Вт и время работы 1 минута? Какое количество энергии было затрачено на просверливание отверстия, учитывая, что 3 % энергии пошло на нагрев сверла, а 5 % - на нагрев детали? Учитывайте при расчётах удельные теплоёмкости алюминия (920) и стали (500).
Физика Колледж Тепловые явления нагрев сверла нагрев детали Энергия мощность электродрели теплоемкость алюминия теплоемкость стали физика расчет температуры затраты энергии сверление отверстия
Для того чтобы определить, на сколько градусов нагрелись сверло и алюминиевая деталь, нам нужно выполнить несколько шагов.
Шаг 1: Определение общего количества энергииСначала рассчитаем общее количество энергии, затраченной на работу дрели. Мощность двигателя составляет 500 Вт, а время работы - 1 минута (или 60 секунд). Энергия (E) рассчитывается по формуле:
E = P * t
Подставим значения:
E = 500 Вт * 60 с = 30000 Дж (джоулей)
Шаг 2: Определение энергии, использованной на нагрев сверла и деталиТеперь найдем, сколько энергии пошло на нагрев сверла и детали. Известно, что 3% энергии пошло на нагрев сверла, а 5% - на нагрев детали.
Подставим значение общего количества энергии:
Теперь можем рассчитать, на сколько градусов нагрелись сверло и деталь. Для этого используем формулу для изменения температуры:
Q = m * c * ΔT
Решим уравнение для ΔT:
ΔT = 900 Дж / (0.01 кг * 500 Дж/(кг·°C)) = 900 / 5 = 180 °C
Нагрев детали:Решим уравнение для ΔT:
ΔT = 1500 Дж / (0.116 кг * 920 Дж/(кг·°C)) = 1500 / 106.72 ≈ 14.06 °C
Итог:Таким образом, сверло нагрелось на 180 °C, а алюминиевая деталь - на примерно 14.06 °C.