С какой скоростью плавится свинец в результате столкновения пули с преградой? Температура пули перед столкновением составляла 303 К. Во время столкновения механическая энергия пули используется для изменения ее внутренней энергии. Температура плавления свинца 603 К, удельная теплота плавления свинца Дж / кг, удельная теплоемкость свинца Дж / (кг · К).
Пусть скорость свинцовой пули, массой m, при которой она, ударившись о перегородку, расплавится, будет v м/с, тогда её механическая энергия будет W = m ∙ v²/2. Если считать, что при ударе 48,8% механической энергии пули идет на изменение ее внутренней энергии, то количество теплоты Q, полученное пулей будет: Q = 0,488 ∙ W = 0,488 ∙ m ∙ v²/2. С другой стороны, количество теплоты определяют с формулы: Q = m ∙ c ∙ (Т₂ – Т₁) + λ ∙ m , где температура пули до удара Т₁ = 303 К, температура плавления свинца Т₂ = 603 К, удельная теплота плавления свинца λ = 25000 Дж/кг, удельная теплоемкость свинца с = 120 Дж/(кг×К). Получаем уравнение 0,488 ∙ m ∙ v²/2 = m ∙ c ∙ (Т₂ – Т₁) + λ ∙ m или v² = (120 ∙ (603 – 303) + 25000) : 0,244; v = 500 (м/с).ответ: скорость свинцовой пули 500 м/с.