Fyzika - příklady k maturitě
Znění příkladu: Olověná střela dopadla na pancéřovou stěnu rychlostí o velikosti 400 m/s. Na stěně se
zarazila. Předpokládáme, že při nárazu střela neodevzdala žádnou energii okolí. Určete, zda se střela při nárazu roztaví zcela, zčásti nebo zůstane ve skupenství pevném. Počáteční teplota střely je 0°C, teplota tání olova 327°C, měrná tepelná kapacita olova 126 J/kg.K a měrné skupenské teplo tání olova 22,6 kJ/kg.
Martin N.
13. 12. 2022 13:06
2 odpovědi
Kinetická energie střely byla \(E_k = \frac{ 1} { 2} m_s\cdot v_s^2\).
Tuto energii dáme do rovnosti s potřebným teplem.
Teplo pro ohřev na teplotu tání je \(Q = m_s \cdot c_{ Pb} \cdot 327\).
Zbytek energie se použije na tavení. Pokud žádná energie nezbývá, k roztavení nedojde vůbec. \(Q = l_{ t,Pb} \cdot m_s\).
Když si dáme energie do rovnosti, zjistíme, že na hmotnosti střely to nezávisí. Můžeme si za ni dosadit 1, případně zkrátit.
Podle zadaných informací se střela při nárazu na pancéřovou stěnu neodevzdala žádnou energii okolí a počáteční teplota střely je 0°C. To znamená, že střela při nárazu nezískala žádnou teplotu a zůstala ve skupenství pevném. V případě, že by střela získala teplotu a dosáhla teploty tání olova (327°C), musela by se roztavit. V takovém případě by bylo třeba znát teplotu, na kterou by střela dosáhla, a množství energie, které by bylo třeba předat střele, aby se roztavila. Měrná tepelná kapacita olova a měrné skupenské teplo tání olova jsou uvedeny jen pro úplnost, ale pro odpověď na otázku nejsou potřebné.