4. Теплота и работа.

1. Вода падает с высоты 1000 м. На сколько повысится температура воды, если на её нагревание затрачивается 60 % работы силы тяжести.

2. С какой высоты должен упасть кусок свинца, чтобы при ударе о землю оп нагрелся до 400 К? До температуры плавления? Считать, что па нагревание олова идет 40,0 % работы силы тяжести, а его начальная температура равна 273 К.

3. Два шарика равной массы, медный и оловяный, сброшены с высоты 1000 м. Какой из них нагреется больще и на сколько? Потери тепла не учитывать.

4. Стальной лом пневматического отбойного молотка обладает энергией удара 40,5 Дж и делает 1000 ударов в минуту. Определить мощность, развиваемую молотком. На сколько повысится температура лома после 5 мин работы, если на его нагревание затрачивается 15 % всей энер­гии? Масса лома равна 2 кг.

5. На сколько нагреется при штамповке кусок стали массой 1,5 кг от удара молота массой 400 кг, если скорость молота в момент удара равна 7,0 м/с, а на нагревание стали затрачивается 60 % энергии молота?

6. Стальной молот массой 10 кг падает на лежащую на наковальне железную пластинку массой 0,30 кг. Высота nадения молота равна 2 м. Считая, что на нагревание пластинки затрачивается 40 % кинетической энергии моло­та, вычислить, на сколько нагреется пластинка после 40 ударов молота.

7. С помощью механического молота, вес которого равен 68,8 кН, обрабатывается железная nоковка массой 200 кг. За 40 ударов поковка нагрелась от 300 до 315 К. Kак велика скорость молота в момент удара? Считать, что на нагревание поковки затрачивается 70 % энергии молота.

8. При сверлении металла ручной дрелью стальное сверло массой 80 г за 5 мин непрерывной работы нагрелось на 80 К. Считая, что на нагревание сверла nошло 15 % всей затрачен­ной энергии, определить развива­емую при сверлении мощность.

9. Вода падает с высоты 1500 м. На сколько повысится температура воды, если на её нагревание затрачивается 70 % работы силы тяжести.

10. Стальной осколок, падая с высоты 800 метров нагрелся при ударе о землю. На сколько повысилась температура осколка, если на его нагревание затрачивается 90 % работы силы тяжести.

11. Сколько времени необходимо для нагрева 1,5 кг воды от 30 ْ С до 100 ْ С в электрическом кипятильнике мощностью 300 Вт, если кпд равен 70 %.

12. На сколько нагреется железная болванка массой 2 кг от удара молота массой 350 кг, падающего с высоты 2 м, если болванка поглощает 50 % количества теплоты, выделяющегося при ударе.

13. Свинцовая пуля, летящая со скоростью 200 м/с, падает в земляной вал. На сколько повысилась температура пули, если 78 % кинетической энергии пули превратилось во внутреннюю энергию.

14. Определить высоту, на которой потенциальная энергия груза массой 1000 кг равна количеству теплоты, выделившейся при остывании воды массой 0,2 кг на 50 К.

15. Свинцовая пуля, летящая со скоростью 252 м/с, ударяется о стальную плиту и останавливается. На сколько увеличится температура пули, если 40 % её кинетической энергии пошло на нагревание плиты и окружающей среды.

16. Стальной осколок, падая с высоты 500 м, имел у поверхности Земли скорость 50 м/с. На сколько повысилась температура осколка, если считать, что вся работа сопротивления воздуха пошла на его нагревание.

17. С какой наименьшей скоростью должна лететь свинцовая дробинка, чтобы при ударе о препятствие она расплавилась? Считать что 80 % кинетической энергии превратилось во внутреннюю энергию дробинки, а температура дробинки до удара была 127 ْ С.

18. Снежок, летящий со скоростью 20 м/с, ударяется о стену. Какая часть его расплавится, если температура окружающей среды равна 0 ْ С, а вся кинетическая энергия передаётся снегу.

19. С одинаковой высоты упали два тела одинаковой массы – медное и железное. Какое из них при ударе нагреется до более высокой температуры.

20. Паровой молот 10 тонн свободно падает с высоты 2,5 м на железную болванку массой 250 кг. На нагревание болванки идёт 30 % количества теплоты, выделенной при ударе. Сколько раз должен упасть молот, чтобы температура болванки поднялась до 20 ْ С.