• Предмет: Физика
  • Автор: KateFox34512
  • Вопрос задан 2 года назад

СРОЧНО!!!! МНЕ НУЖНА ПОМОЩЬ, 30 БАЛЛОВ С МЕНЯ!

Приложения:

Ответы

Ответ дал: Ziorar
2

Есть такая величина- удельная теплоёмкость вещества.

Она показывает, какое количество теплоты надо сообщить телу массой 1 кг для нагревания его на 1 градус Цельсия (или на 1 Кельвин, у них одинаковая размерность).

Для этих веществ теплоёмкость известна, её можно найти в таблицах:

Серебро (Ag)    250 Дж/(кг·°C)

Медь (Cu)          400 Дж/(кг·°C)

Сталь (steel)      500 Дж/(кг·°C)

Теперь по поводу графиков. К сожалению, ничего не сказано о размерах или массе тел. Поэтому, есть варианты:

1) Если речь о телах с одинаковой массой (так проще, и скорее всего, для школьной задачи так и есть), то чем больше теплоёмкость, тем ниже будет указанный график (то есть, температура ниже).

Поясню на примере:

-для нагрева 1 кг меди на 1°C необходимо количество теплоты в 400 Дж

-получив те же 400 Джоулей, 1 кг серебра нагреется больше, чем на 1°C (ведь уже при полученных 250 Дж  будет нагрев на 1°C), значит тут температура будет выше (график будет проходить выше, чем у меди)

-получив те же 400 Джоулей, 1 кг стали нагреется меньше, чем на 1°C (ведь для нагрева на 1°C требуется 500 Дж), значит тут температура будет ниже (и график будет проходить ниже, чем у меди)

Вот и получаем, что средний график- для меди, верхний- для серебра, а нижний- для стали.

Другими словами, разность температур (ΔT) прямо пропорциональна приложенному количеству теплоты (Q) и обратно пропорциональна удельной теплоёмкости вещества (c) и массе тела (m):

$\Delta T=\frac{Q}{c\cdot m}

Отсюда, уравнения графиков (для примера взял массу 1 кг) (пишу просто температуру (T), т.к разность тут считаем с начальной температурой в 0°C):

$T_{(Ag)}=\frac{1}{c\cdot m}\cdot Q=\frac{1}{250\cdot 1}\cdot Q=0,004\cdot Q

$T_{(Cu)}=\frac{1}{c\cdot m}\cdot Q=\frac{1}{400\cdot 1}\cdot Q=0,0025\cdot Q

$T_{(steel)}=\frac{1}{c\cdot m}\cdot Q=\frac{1}{500\cdot 1}\cdot Q=0,002\cdot Q

По коэффициентам при Q  видно, что верхний график (№1)- серебро, средний (№2)- медь, а нижний (№3)- сталь.

2) Если речь о телах с одинаковыми размерами (а значит, с одинаковым объёмом), то тут ещё надо учитывать плотность вещества, и массу выражать через плотность и объём:  $m=\rho\cdot V  (это немного сложнее, и для школьной задачи вряд ли это имелось ввиду).

Получим, что разность температур (ΔT) прямо пропорциональна приложенному количеству теплоты (Q) и обратно пропорциональна удельной теплоёмкости вещества (c), плотности вещества (ρ) и объёму тела (V):

$\Delta T=\frac{Q}{c\cdot \rho\cdot V}

Берём табличные значения плотности этих веществ:

Серебро (Ag)    10500 кг/м³

Медь (Cu)          8900 кг/м³

Сталь (steel)      7800 кг/м³

Отсюда, уравнения графиков (для примера взял объём 0,0001 м³) (пишу просто температуру (T), т.к разность тут считаем с начальной температурой в 0°C):

$T_{(Ag)}=\frac{1}{c\cdot \rho\cdot V}\cdot Q=\frac{1}{250\cdot 10500\cdot 0,0001}\cdot Q\approx 0,0038\cdot Q

$T_{(Cu)}=\frac{1}{c\cdot \rho\cdot V}\cdot Q=\frac{1}{400\cdot 8900\cdot 0,0001}\cdot Q\approx 0,0028\cdot Q

$T_{(steel)}=\frac{1}{c\cdot \rho\cdot V}\cdot Q=\frac{1}{500\cdot 7800\cdot 0,0001}\cdot Q\approx 0,0026\cdot Q

По коэффициентам при Q  видно, что здесь всё осталось так же: верхний график (№1)- серебро, средний (№2)- медь, а нижний (№3)- сталь.

3) Ну и наконец, раз уж не сказано про массу/размеры тел, то надо понимать, что в общем случае любой из этих графиков может соответствовать любому из этих веществ. Просто возьмите малую массу любого из этих веществ- и она будет нагреваться быстрее, ну и соответственно- большая масса будет нагреваться медленнее. Выбрав нужную массу тел, вы сможете подогнать тело из любого вещества (с линейной зависимостью температуры от нагрева, т.е. желательно без фазовых превращений и прочего) под любой линейный график нагрева.

Вас заинтересует