Кубики, изготовленные из меди, стали и алюминия, массами 1 кг каждый охлаждают на 1°С. На сколько джоулей...

Для расчета изменения внутренней энергии каждого кубика необходимо использовать закон сохранения энергии. Внутренняя энергия тела определяется суммой кинетической и потенциальной энергии частиц вещества. При охлаждении кубиков из меди и алюминия на 1°C, изменение внутренней энергии можно выразить через теплоемкость материала и изменение температуры.

Для меди удельная теплоемкость составляет около 0.385 Дж/(г°C), а для алюминия – около 0.897 Дж/(г°C). Масса каждого кубика – 1 кг.

Итак, для меди: ΔQ = mcΔT = 1000 г 0.385 Дж/(г°C) 1°C = 385 Дж ΔU = ΔQ = 385 Дж

Для алюминия: ΔQ = mcΔT = 1000 г 0.897 Дж/(г°C) 1°C = 897 Дж ΔU = ΔQ = 897 Дж

Таким образом, изменение внутренней энергии каждого кубика из меди составляет 385 Дж, а каждого из алюминия – 897 Дж.

Чтобы определить, на сколько джоулей меняется внутренняя энергия каждого кубика, нужно использовать формулу для изменения внутренней энергии при охлаждении или нагревании, которая выражается через теплоемкость:

[ \Delta U = m \cdot c \cdot \Delta T ]

где:

• (\Delta U) — изменение внутренней энергии,
• (m) — масса тела,
• (c) — удельная теплоемкость материала,
• (\Delta T) — изменение температуры.

Дано:

• Масса каждого кубика (m = 1 \, \text{кг}),
• Изменение температуры (\Delta T = -1 \, ^\circ\text{C}) (поскольку охлаждение).

Теперь нужно подставить значения удельной теплоемкости для каждого материала:

1. Медь ((c_{\text{медь}} \approx 385 \, \text{Дж/(кг} \cdot \text{°C)}))
2. Сталь ((c_{\text{сталь}} \approx 470 \, \text{Дж/(кг} \cdot \text{°C)}) — примем среднее значение, так как у стали удельная теплоемкость может варьироваться в зависимости от состава)
3. Алюминий ((c_{\text{алюминий}} \approx 897 \, \text{Дж/(кг} \cdot \text{°C)}))

Рассчитаем изменение внутренней энергии для каждого кубика:

1. Медь: [ \Delta U_{\text{медь}} = 1 \, \text{кг} \cdot 385 \, \text{Дж/(кг} \cdot \text{°C)} \cdot (-1 \, ^\circ\text{C}) = -385 \, \text{Дж} ]

2. Сталь: [ \Delta U_{\text{сталь}} = 1 \, \text{кг} \cdot 470 \, \text{Дж/(кг} \cdot \text{°C)} \cdot (-1 \, ^\circ\text{C}) = -470 \, \text{Дж} ]

3. Алюминий: [ \Delta U_{\text{алюминий}} = 1 \, \text{кг} \cdot 897 \, \text{Дж/(кг} \cdot \text{°C)} \cdot (-1 \, ^\circ\text{C}) = -897 \, \text{Дж} ]

Итак, при охлаждении на 1°С внутренняя энергия каждого кубика уменьшается на:

• Медь: 385 Дж,
• Сталь: 470 Дж,
• Алюминий: 897 Дж.

Знак минус указывает на то, что происходит уменьшение внутренней энергии, то есть энергия теряется при охлаждении.