Câu 24. Trong một thí nghiệm, người ta thả rơi tự do một mảnh thép từ độ cao 5,00cdot 10^2m , khi rơi tôi mặt đất nó có tốc độ 300m/s. Cho biết nhiệt dung riêng của thép là 0,460kJ/kgcdot K và lấy g=9,81m/s^2 . Mảnh théo đã nóng thêm bao nhiêu độ khi chạm đất, nếu cho rằng toàn bộ công cản của không khí chi dùng để làm nóng mảnh thép (kết quả lấy đến một chữ số sau dấy phẩy thập phân)

Để tìm ra nhiệt độ tăng thêm của mảnh thép khi chạm đất, ta cần sử dụng công thức nhiệt lượng:<br /><br />Q = m * c * ΔT<br /><br />Trong đó:<br />- Q là nhiệt lượng (được tính bằng công cản của không khí)<br />- m là khối lượng của mảnh thép<br />- c là nhiệt dung riêng của thép<br />- ΔT là sự thay đổi nhiệt độ (đây là đại lượng cần tìm)<br /><br />Từ công thức vận tốc rơi tự do, ta có:<br /><br />v = g * t<br /><br />Từ đó, ta có thể tìm ra thời gian rơi tự do:<br /><br />t = v / g = 300 / 9.81 = 30.58 s<br /><br />Sử dụng công thức năng lượng cơ học, ta có:<br /><br />Q = m * g * h = m * 9.81 * 5 = 49.05 * m (J)<br /><br />Thay Q vào công thức nhiệt lượng, ta có:<br /><br />49.05 * m = m * 0.460 * ΔT<br /><br />Từ đó, ta có thể tìm ra ΔT:<br /><br />ΔT = 49.05 / 0.460 = 106.63 K<br /><br />Tuy nhiên, đây là nhiệt độ tăng thêm của mảnh thép nếu không có sự mất nhiệt với môi trường xung quanh. Trong thực tế, mảnh thép sẽ mất một phần nhiệt độ khi chạm đất do sự trao đổi nhiệt với môi trường xung quanh. Do đó, nhiệt độ tăng thêm thực tế sẽ nhỏ hơn 106.63 K. Với một chữ số sau dấu phẩy thập phân, ta có thể làm tròn kết quả thành ΔT = 10.8 K.