дано:
масса пули m1 = 0.009 кг
удельная теплоемкость свинца c = 140 Дж/(кг*°C)
начальная температура пули T_initial = 110 °C
температура плавления свинца T_melting = 327 °C
найти:
расплавится ли пуля и сколько тепла потребуется для ее нагрева до температуры плавления.
решение:
1. Найдем изменение температуры, необходимое для нагрева пули от начальной температуры до температуры плавления:
delta_T = T_melting - T_initial = 327 °C - 110 °C = 217 °C.
2. Рассчитаем количество теплоты Q, необходимое для нагрева пули до температуры плавления:
Q_needed = m1 * c * delta_T
Q_needed = 0.009 кг * 140 Дж/(кг*°C) * 217 °C
Q_needed = 0.009 * 140 * 217 ≈ 273.54 Дж.
3. Теперь найдем количество выделившегося тепла при взаимодействии пули с брусом. Мы знаем, что 0.8 выделившегося тепла идет на нагрев пули. Поскольку пуля останавливается, вся кинетическая энергия пули превращается в тепло:
E_kinetic = 0.5 * m1 * v1^2
E_kinetic = 0.5 * 0.009 кг * (500 м/с)^2
E_kinetic = 0.5 * 0.009 * 250000 ≈ 1125 Дж.
4. Количество выделившегося тепла, которое пуля получает:
Q_released = 0.8 * E_kinetic
Q_released = 0.8 * 1125 Дж ≈ 900 Дж.
5. Сравним количество тепла, необходимое для нагрева пули до температуры плавления, с количеством выделившегося тепла:
Q_released > Q_needed, так как 900 Дж > 273.54 Дж.
ответ:
пуля расплавится полностью в результате этого взаимодействия.