С вертолета, находящегося на высоте 500 м, сбросили камень. Вследствие удара о землю камень нагрелся на 5 градусов С . Определите удельную теплоемкость камня, если 50% его энергии расходуется на нагревание
Для решения этой задачи нам понадобится уравнение энергии:
m g h = Q + Q1 + Q2,
где m - масса камня, g - ускорение свободного падения (принимаем его равным 9,8 м/с^2), h - высота, с которой был сброшен камень, Q - работа сил трения, Q1 - работа силы тяжести, Q2 - тепловая энергия.
Q = Q1 + Q2,
Q1 = m g h,
Q2 = m c ΔT,
где c - удельная теплоемкость камня, ΔT - изменение температуры.
Дано, что камень нагрелся на 5 градусов, поэтому ΔT = 5 градусов.
Так как 50% энергии было потрачено на нагревание, то Q2 = 0,5 m g * h.
Для решения этой задачи нам понадобится уравнение энергии:
m g h = Q + Q1 + Q2,
где m - масса камня, g - ускорение свободного падения (принимаем его равным 9,8 м/с^2), h - высота, с которой был сброшен камень, Q - работа сил трения, Q1 - работа силы тяжести, Q2 - тепловая энергия.
Q = Q1 + Q2,
Q1 = m g h,
Q2 = m c ΔT,
где c - удельная теплоемкость камня, ΔT - изменение температуры.
Дано, что камень нагрелся на 5 градусов, поэтому ΔT = 5 градусов.
Так как 50% энергии было потрачено на нагревание, то Q2 = 0,5 m g * h.
Тогда уравнение энергии примет вид:
m g h = Q1 + 0,5 m g h + 0,5 m c ΔT,
m g h = m g h + 0,5 m c * ΔT,
0,5 m c ΔT = m g * h,
0,5 c ΔT = g * h,
0,5 c 5 = 9,8 * 500,
2,5c = 4900,
c = 1960 Дж / (кг * град).
Ответ: удельная теплоемкость камня равна 1960 Дж / (кг * град).