Для нагрівання тіла від+40до +60 °С було витраченно 48кДж теплоти укажіть матеріал з якого воно виготовлене якщо його маса 10 кг

дано

S=24 см =0.24 м

t= 4 нс =4 *10^-9 c

Vo= 0 м/с

m=9.1*10^-31 кг

q=1.6*10^-19 Кл

U - ?

 

решение

электрон движется равноускоренно     S = Vot +at^2/2 = at^2/2

ускорение  a = 2S / t^2

сила  по 2-му закону Ньютона F=ma

работа поля по перемещению электрона  A= F*S=m*2S / t^2 * S = m*2S^2 / t^2  (1)

работа также по другой формуле A=q*U  (2)

приравняем  (1)(2)

m*2S^2 / t^2   = q*U 

анодное напряжение

U = m/q * 2S^2 / t^2   

подставим значения из условия

U = 9.1*10^-31 /1.6*10^-19 *2*0.24^2 / (4 *10^-9)^2 = 40950 В =41*10^3 В = 41 кВ

ответ 40950 В =41*10^3 В = 41 кВ

Сначала вычислим количество теплоты, необходимое для нагревания свинца от 27град. до температуры плавления t2=327град. 

Q1=c*m*( t2-t1) ( c-удельная теплоемкость свинца =130Дж / кг*град. это дано) 
Q1=130*0,25*(327-27)=9750Дж.
2) Вычислим количество теплоты, которое затраченно 
на плавление, для этого от всего затраченного тепла отнимем количество теплоты, истраченное на нагревание. Q2=Q - Q1 =10056-9750=306Дж. ( предварительно превратив 2,4ккал в Джоули. 1кал=4,19Дж , 2400*4,19=10056Дж =Q.) 
Зная удельную теплоту плавления свинца - лямбда=23000Дж / кг.
Вычислим какую массу может расплавить 360Дж.
Q2=лямбда*m1 , отсюда m1=Q2 / лямбда. 
m1=360 / 23000=0,016 кг =16г . 16г <250г. 
Весь свинец не расплавится, расплавится всего 16г .