Номер 40.21, страница 151 - гдз по физике 7-9 класс сборник задач Лукашик, Иванова

§ 40. Количество теплоты. Удельная теплоёмкость вещества. Глава 6. Тепловые явления - номер 40.21, страница 151.

40.21 [1008] Стальное сверло массой 10 г при работе нагрелось от 15 до 115 °C. Сколько энергии израсходовано двигателем непроизводительно — на нагревание сверла?

Дано:

$m = 10 \text{ г} = 0.01 \text{ кг}$
$t_1 = 15 \text{ °C}$
$t_2 = 115 \text{ °C}$
$c_{стали} = 500 \frac{\text{Дж}}{\text{кг} \cdot \text{°C}}$ (табличное значение)

Найти:

$Q - ?$

Решение:

Энергия, израсходованная непроизводительно на нагревание сверла, представляет собой количество теплоты, которое получило сверло в процессе работы. Это количество теплоты ($Q$) можно определить по формуле:

$Q = c \cdot m \cdot (t_2 - t_1)$

где $c$ — удельная теплоемкость материала (стали), $m$ — масса тела, а $(t_2 - t_1)$ — изменение его температуры.

Подставим в формулу числовые значения из условия задачи:

$Q = 500 \frac{\text{Дж}}{\text{кг} \cdot \text{°C}} \cdot 0.01 \text{ кг} \cdot (115 \text{ °C} - 15 \text{ °C})$

Рассчитаем изменение температуры:

$\Delta t = 115 - 15 = 100 \text{ °C}$

Теперь вычислим искомое количество теплоты:

$Q = 500 \cdot 0.01 \cdot 100 = 500 \text{ Дж}$

Ответ: на нагревание сверла было непроизводительно израсходовано $500 \text{ Дж}$ энергии.