Question

Kula ołowiana o masie 0,1 kg poruszająca się z prędkością 600 m/s uderzyła w stalowy pancerz. czy kula ta ulegnie całkowitemu stopnieniu, jeżeli połowa energii kinetycznej kuli zamieniła się na jej energię wewnętrzną? Kula miała temperaturę początkową taka jak powietrze (20 stopni Celsjusza). Ciepło właściwe ołowiu 130 J/(kg × stopień Celsjusza), temperatura topnienia ołowiu 327 stopni Celsjusza, a ciepło topnienia ołowiu 25000 J/kg.

Tylko proszę z danymi i obliczeniami!!!

Answer 1

Dane:
m=0,1kg
v=600m/s
t1=20°C
t2=327°C
c=130J(kg*K)
C=25000J/kg
Q=1/2 E

Szukane:
czy kula ta ulegnie całkowitemu stopnieniu?

Rozwiązanie:

Energia kinetyczna:
E=mv²/2
Część energii, która zamieniła się w ciepło:
Q=1/2 mv²/2=mv²/4=0,1*600²/4=9000J

Ciepło potrzebne do podgrzania do temp. topnienia:
Q1=mc(t2-t1)=0,1*130*(327-20)=3991 J
Q>Q1, więc część ciepła (Q-Q1) spowoduje topienie ołowiu

Ciepło potrzebne do stopienia całego ołowiu:
Q2=mC=0,1*25000=2500 J < Q-Q1=5009 J

Oznacza to, że cały ołów ulegnie stopieniu i będzie ogrzewany dalej wskutek nadmiaru ciepła Q-Q1-Q2=9000-3991-2500=2509 J