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).
ФизикаКолледжТепловые явлениянагрев сверланагрев деталиЭнергиямощность электродрелитеплоемкость алюминиятеплоемкость сталифизикарасчет температурызатраты энергиисверление 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.