Bài tập  /  Bài đang cần trả lời

Một quả cầu bằng chì ở nhiệt độ 25°C được thả tự do từ độ cao 2 km. Nó bị nóng lên do sức cản của không khí. Quả cầu chạm đất với tốc độ 150 m/s. Cho rằng phần năng lượng mất đi của quả cầu chỉ làm tăng nhiệt độ của nó; nhiệt dung riêng của chì là c = 126 J/kg.K. Lấy gia tốc trọng trường là g = 10 m/s². Nhiệt độ của quả cầu khi chạm đất là

----- Nội dung ảnh -----
Câu 15: Một quả cầu bằng chì ở nhiệt độ 25°C được thả tự do từ độ cao 2 km. Nó bị nóng lên do sức cản của không khí. Quả cầu chạm đất với tốc độ 150 m/s. Cho rằng phần năng lượng mất đi của quả cầu chỉ làm tăng nhiệt độ của nó; nhiệt dung riêng của chì là c = 126 J/kg.K. Lấy gia tốc trọng trường là g = 10 m/s². Nhiệt độ của quả cầu khi chạm đất là
(A) 94,4 °C.
(B) 84,4 °C.
(C) 74,4 °C.
(D) 64,4 °C.
1 Xem trả lời
Hỏi chi tiết
1.528
Tham khảo câu trả lời từ Trợ lý ảo Lazi
Để tính nhiệt độ của quả cầu khi chạm đất, chúng ta sẽ dùng nguyên lý bảo toàn năng lượng. Mọi năng lượng mất đi do sức cản không khí sẽ chuyển hóa thành nhiệt năng làm tăng nhiệt độ của quả cầu.

**1. Tính năng lượng mất đi:**

Quả cầu rơi từ độ cao 2 km, do đó năng lượng thế trọng lực ban đầu (E_p) của quả cầu là:

\[
E_p = m \cdot g \cdot h
\]

Trong đó:
- \(m\) là khối lượng của quả cầu (kg),
- \(g = 10 \, m/s^2\),
- \(h = 2000 \, m\).

**2. Năng lượng động học khi chạm đất:**

Năng lượng động học (E_k) khi chạm đất với tốc độ \(v = 150 \, m/s\):

\[
E_k = \frac{1}{2} m v^2 = \frac{1}{2} m (150)^2 = \frac{1}{2} m \cdot 22500.
\]

**3. Tính năng lượng mất đi (E_m):**

Năng lượng mất đi là chênh lệch giữa năng lượng thế trọng lực và năng lượng động học:

\[
E_m = E_p - E_k = mg \cdot h - \frac{1}{2} mv^2.
\]

Thay giá trị vào:

\[
E_m = mg \cdot 2000 - \frac{1}{2} m \cdot 22500.
\]

**4. Tính nhiệt lượng làm tăng nhiệt độ (\(Q\)):**

Hội lượng nhiệt mà quả cầu nhận được là:

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

Trong đó:
- \(c = 126 \, J/kg.K\),
- \(\Delta T\) là sự tăng nhiệt độ.

**5. Đặt phương trình:**

Từ nguyên lý bảo toàn năng lượng:

\[
E_m = Q.
\]

=>
\[
mg \cdot 2000 - \frac{1}{2} m \cdot 22500 = m \cdot c \cdot \Delta T.
\]

Rút gọn \(m\) (khối lượng không đổi):

\[
g \cdot 2000 - \frac{1}{2} \cdot 22500 = c \cdot \Delta T.
\]

Thay giá trị \(g = 10 \, m/s^2\) và \(c = 126 \, J/kg.K\):

\[
10 \cdot 2000 - \frac{1}{2} \cdot 22500 = 126 \cdot \Delta T.
\]

**6. Tính toán:**

\[
20000 - 11250 = 126 \Delta T.
\]

\[
8750 = 126 \Delta T \implies \Delta T = \frac{8750}{126} \approx 69.44 \, °C.
\]

**7. Tính nhiệt độ khi chạm đất:**

Nhiệt độ của quả cầu khi chạm đất là:

\[
T = T_0 + \Delta T = 25 + 69.44 \approx 94.44 \, °C.
\]

Vậy nhiệt độ của quả cầu khi chạm đất là khoảng \(94.4 \, °C\), chọn kết quả gần nhất:

**Đáp án là A. 94.4°C.**
1
0
Duy Lê
17/10 20:00:29
+5đ tặng
(A) 94,4 °C.

 

Mở khóa để xem toàn bộ nội dung trả lời

(?)
Bạn đã đạt đến giới hạn của mình. Bằng cách Đăng ký tài khoản, bạn có thể xem toàn bộ nội dung trả lời
Cải thiện điểm số của bạn bằng cách đăng ký tài khoản Lazi.
Xem toàn bộ các câu trả lời, chat trực tiếp 1:1 với đội ngũ Gia sư Lazi bằng cách Đăng nhập tài khoản ngay bây giờ
Tôi đã có tài khoản? Đăng nhập

Bạn hỏi - Lazi trả lời

Bạn muốn biết điều gì?

GỬI CÂU HỎI
Học tập không giới hạn cùng học sinh cả nước và AI, sôi động, tích cực, trải nghiệm

Hôm nay bạn thế nào? Hãy nhấp vào một lựa chọn, nếu may mắn bạn sẽ được tặng 50.000 xu từ Lazi

Vui Buồn Bình thường
×
Trợ lý ảo Trợ lý ảo
×
Đấu trường tri thức | Lazi Quiz Challenge +500k
Gửi câu hỏi
×