افزایش دمای گلوله سربی

یک گلوله سربی به جرم 20 گرم با تندی 400 متر بر ثانیه ه یک قطعه چوب برخورد می‌کند و درون آن متوقف می شود اگر 50 درصد انرژی گلوله صرف گرم کردن خودش شود و گرمای ویژه 125 سرب باشد دمای گلوله چند کلوین افزایش می یابد

فاطمه زهرا آذریان

جواب این سوال رو می‌دونی؟

با هم‌درس رقابت کن و جایزه ببر!

پاسخ‌ها

هم‌‌درس

پاسخ هوش مصنوعی

راهنمایی کوتاه: برای یافتن افزایش دما، ابتدا انرژی جنبشی گلوله را حساب کن، سپس ۵۰٪ آن را به‌عنوان گرمای جذب‌شده در نظر بگیر و از رابطهٔ گرمای ویژه استفاده کن.

گام‌به‌گام:

جرم گلوله را به کیلوگرم تبدیل کن: $20 g = 0.02 kg$
انرژی جنبشی اولیه را حساب کن: $E_{k} = \frac{1}{2} {mv}^{2} = \frac{1}{2} \times 0.02 \times (400)^{2} = 1600 J$
۵۰٪ از این انرژی به گرما تبدیل می‌شود: $Q = 0.5 \times 1600 = 800 J$
از رابطهٔ گرمای ویژه استفاده کن: $Q = m c Δ T$
پس:
$Δ T = \frac{Q}{m c} = \frac{800}{0.02 \times 125} = \frac{800}{2.5} = 320 K$

پاسخ نهایی: دمای گلوله $320$ کلوین افزایش می‌یابد.

مثال مشابه: گلولهٔ مسی به جرم ۱۰ گرم با سرعت ۳۰۰ متر بر ثانیه به یک تخته برخورد می‌کند و متوقف می‌شود. اگر ۴۰٪ انرژی جنبشی به گرمایش برود (گرمای ویژه مس ۳۸۵ J/kg·K)، دمای آن چند درجه سلسیوس افزایش می‌یابد؟ (پاسخ: حدود ۴٫۶۸ سلسیوس)

اگر می‌خواهی بیشتر یاد بگیری: به رابطهٔ انرژی جنبشی و گرمای ویژه دقت کن. همچنین می‌توانی نقش درصد تبدیل انرژی در مسائل مشابه را بررسی کنی.

یادآوری ایمنی: در مسائل فیزیکی فرض می‌کنیم سرب ذوب نمی‌شود. در واقعیت، اگر دمای بالایی ایجاد شود، باید به تغییر فاز هم توجه کرد.