Номер 40.20, страница 151 - гдз по физике 7-9 класс сборник задач Лукашик, Иванова

§ 40. Количество теплоты. Удельная теплоёмкость вещества. Глава 6. Тепловые явления - номер 40.20, страница 151.

40.20 [1007] Стальная деталь массой 20 кг при обработке на токарном станке нагрелась на 50 °C. На сколько джоулей увеличилась внутренняя энергия детали?

Дано:

Масса стальной детали, $m = 20 \, кг$
Изменение температуры детали, $\Delta t = 50 \, °C$
Удельная теплоемкость стали (табличное значение), $c = 500 \frac{Дж}{кг \cdot °C}$

Найти:

Изменение внутренней энергии, $\Delta U - ?$

Решение:

Изменение внутренней энергии тела при его нагревании (без изменения агрегатного состояния) равно количеству теплоты, которое получило тело. Количество теплоты $Q$, необходимое для нагревания тела, рассчитывается по формуле:

$Q = c \cdot m \cdot \Delta t$

где $c$ — удельная теплоемкость вещества, $m$ — масса тела, $\Delta t$ — изменение температуры тела.

Так как изменение внутренней энергии равно количеству полученной теплоты, то:

$\Delta U = Q$

Подставим известные значения в формулу:

$\Delta U = 500 \frac{Дж}{кг \cdot °C} \cdot 20 \, кг \cdot 50 \, °C$

$\Delta U = 10000 \frac{Дж}{°C} \cdot 50 \, °C = 500000 \, Дж$

Результат можно также выразить в килоджоулях (кДж), зная, что $1 \, кДж = 1000 \, Дж$:

$500000 \, Дж = 500 \, кДж$

Ответ: внутренняя энергия детали увеличилась на 500 000 Дж.