Какую из проволок, изготовленных из золота, никеля и константана, нагреется меньше, если все проволоки одинаковой длины

Какую из проволок, изготовленных из золота, никеля и константана, нагреется меньше, если все проволоки одинаковой длины и поперечного сечения?
Yuzhanka

Yuzhanka

Для решения данной задачи необходимо учитывать теплоемкость материалов и их теплопроводность.

Теплоемкость - это количество теплоты, которое нужно передать материалу, чтобы его температура повысилась на 1 градус Цельсия. Известно, что проволока из константана имеет самую большую теплоемкость (Cᴋ), затем идет золотая (Cᴏ), а затем никелевая (Cп).

Теплопроводность - это свойство материала теплоотводить. Чем выше теплопроводность, тем быстрее тепло будет распространяться по материалу. В данной задаче не указаны значения теплопроводности проволок, поэтому нам придется обойтись только теплоемкостью.

Теплоемкость проволок может быть найдена по формуле: \[Q = m \cdot C \cdot \Delta T\], где \(Q\) - количество теплоты, \(m\) - масса проволоки, \(C\) - теплоемкость материала и \(\Delta T\) - изменение температуры.

Условие задачи говорит о проволоках одинаковой длины и поперечного сечения. Поскольку теплоемкость зависит от массы материала, а масса прямо пропорциональна объему, который зависит от длины и поперечного сечения, то проволоки будут иметь одинаковую теплоемкость.

Значит, для определения того, какая проволока нагреется меньше, нужно найти отношение количества переданной теплоты для каждой проволоки при одинаковом нагревании.

Пусть \(Qᴋ\), \(Qᴏ\) и \(Qп\) - количество теплоты, переданное соответственно проволокам из константана, золота и никеля. Тогда для соответствующих проволок получим: \[Qᴏ : Qп = Cᴏ \cdot \Delta T : Cп \cdot \Delta T = Cᴏ : Cп\], \[Qᴋ : Qᴏ = Cᴋ \cdot \Delta T : Cᴏ \cdot \Delta T = Cᴋ : Cᴏ\], \[Qᴋ : Qп = Cᴋ \cdot \Delta T : Cп \cdot \Delta T = Cᴋ : Cп\].

Так как нам известно, что проволока из константана имеет самую большую теплоемкость, то отношение \(Cᴋ : Cᴏ\) будет больше единицы, а отношения \(Cᴏ : Cп\) и \(Cᴋ : Cп\) будут меньше единицы.

Следовательно, нагреется меньше проволока из никеля, так как отношение \(Cᴋ : Cп\) будет наибольшим, а это означает, что проволока из константана сможет принять больше теплоты при одинаковом нагревании.
Знаешь ответ?
Задать вопрос
Привет!
hello