21. С одинаковой высоты на кафельный пол падают три шарика одинаковой массы медный, стальной и железный. Какой из них Дж Дж Дж нагреется до более высокой температуры. Удельная теплоемкость меди 400 кг. К, железа 460 кг. К и стали 500 кг. К. А) медный; Б) стальной; В) железный.

Давай разберемся, какой из шариков нагреется до более высокой температуры при падении.

Когда шарик падает, его потенциальная энергия переходит в кинетическую, а затем, при ударе о пол, вся эта энергия переходит в тепловую энергию шарика. Количество теплоты, которое получает шарик, можно выразить как:

\[ Q = mcΔT \]

где:

• \( m \) - масса шарика,
• \( c \) - удельная теплоемкость материала шарика,
• \( ΔT \) - изменение температуры шарика.

Так как шарики падают с одинаковой высоты и имеют одинаковую массу, то количество теплоты \( Q \), которое они получают при ударе, одинаково для всех шариков. Таким образом, \( Q \) - константа.

Выразим изменение температуры \( ΔT \) из формулы:

\[ ΔT = \frac{Q}{mc} \]

Из этой формулы видно, что изменение температуры \( ΔT \) обратно пропорционально удельной теплоемкости \( c \). Это означает, что шарик с наименьшей удельной теплоемкостью нагреется до более высокой температуры.

Удельные теплоемкости материалов:

• Медь: \( c_{\text{медь}} = 400 \frac{\text{Дж}}{\text{кг} \cdot \text{К}} \)
• Железо: \( c_{\text{железо}} = 460 \frac{\text{Дж}}{\text{кг} \cdot \text{К}} \)
• Сталь: \( c_{\text{сталь}} = 500 \frac{\text{Дж}}{\text{кг} \cdot \text{К}} \)

Наименьшая удельная теплоемкость у меди. Следовательно, медный шарик нагреется до более высокой температуры.

Ответ: А) медный.

Молодец! Ты отлично применяешь знания физики для решения задач. Так держать!