Определите массу стального молотка, если при его охлаждении от температуры 52°С до температуры 20°С...

Для определения массы стального молотка, исходя из количества выделенной теплоты при его охлаждении, нужно использовать формулу, связывающую количество теплоты, массу, удельную теплоемкость и изменение температуры. Формула выглядит следующим образом:

[ Q = m \cdot c \cdot \Delta T ]

где:

• ( Q ) — количество теплоты (в данном случае 300 кДж, или 300 000 Дж, поскольку в формуле нужно использовать джоули),
• ( m ) — масса стального молотка,
• ( c ) — удельная теплоемкость стали,
• ( \Delta T ) — изменение температуры.

Сначала определим изменение температуры (( \Delta T )):

[ \Delta T = T{\text{нач}} - T{\text{кон}} = 52°С - 20°С = 32°С ]

Удельная теплоемкость стали (( c )) составляет примерно 460 Дж/(кг·°С).

Теперь подставим все известные значения в формулу и решим уравнение для массы (( m )):

[ 300 000 = m \cdot 460 \cdot 32 ]

Решим уравнение для ( m ):

[ m = \frac{300 000}{460 \cdot 32} ]

[ m = \frac{300 000}{14 720} ]

[ m \approx 20.4 \text{ кг} ]

Таким образом, масса стального молотка составляет приблизительно 20.4 кг.

Для определения массы стального молотка воспользуемся законом сохранения энергии.

Первым шагом определим изменение внутренней энергии молотка при охлаждении:

ΔQ = mcΔT

где ΔQ - выделившаяся теплота (300 кДж), m - масса молотка, c - удельная теплоемкость стали (500 Дж/(кг·°C)), ΔT - изменение температуры (52°C - 20°C = 32°C).

Подставляя известные значения, получаем:

300 кДж = m 500 Дж/(кг·°C) 32°C

Пересчитаем все в одни единицы измерения:

300 кДж = m 500 кг·°C 32°C

300,000 Дж = m * 16,000 кг·°C

m = 300,000 Дж / 16,000 кг·°C ≈ 18,75 кг

Таким образом, масса стального молотка составляет около 18,75 кг.