Стальной резец массой 300г нагрет до ярко желтого состояния каления какой температуре соответствует...

Для ответа на данный вопрос нам необходимо знать спектральную зависимость яркости тела в зависимости от его температуры. Ярко желтый цвет соответствует температуре примерно 1300-1400 градусов Цельсия.

Для расчета изменения температуры воды при опускании нагретого резца в нее, мы можем воспользоваться уравнением теплового баланса:

m1c1(T2-T1) = m2c2(T3-T2)

где m1 - масса резца, c1 - удельная теплоемкость стали, T2 - температура резца до опускания в воду, m2 - масса воды, c2 - удельная теплоемкость воды, T3 - температура воды после опускания резца.

Подставим известные значения:

0.3 кг c1 (1300-20) = 0.8 кг 4186 Дж/(кгК) * (62-1300)

Из этого уравнения можно найти значение T2.

Подставив значения в уравнение, мы можем определить приблизительную температуру резца до опускания его в воду.

Для решения этой задачи, мы должны использовать несколько законов из физики, в частности, законы термодинамики и законы излучения черного тела.

1. Определение температуры резца

Цвет каления металла может использоваться для оценки его температуры. Ярко-желтый цвет каления обычно соответствует температуре около 1000–1200 °C. Это основано на законе излучения Планка и кривой распределения энергии в спектре черного тела.

2. Расчет количества тепла, переданного воде

Чтобы рассчитать количество тепла, переданное воде, используем формулу:

[ Q = mc\Delta T ]

где:

• ( Q ) — количество тепла,
• ( m ) — масса воды,
• ( c ) — удельная теплоемкость воды,
• ( \Delta T ) — изменение температуры воды.

Масса воды ( m ) равна 0,8 кг (так как 1 литр воды равен 1 кг), удельная теплоемкость воды ( c ) составляет 4,186 Дж/(г·°C), и изменение температуры ( \Delta T ) равно ( 62 - 20 = 42 ) °C.

Таким образом:

[ Q = 0,8 \times 4186 \times 42 = 140,390.4 \text{ Дж} ]

3. Определение температуры резца

Допустим, что все тепло, потерянное резцом, пошло на нагрев воды (что является упрощением, так как часть тепла может уйти в окружающую среду). Используем аналогичную формулу для резца:

[ Q = mc\Delta T ]

где:

• ( m ) — масса резца (0,3 кг),
• ( c ) — удельная теплоемкость стали (приблизительно 500 Дж/(кг·°C)).

Нам необходимо найти начальную температуру резца ( T_1 ). Конечная температура резца ( T_2 ) после закалки равна 62 °C. Подставим известные значения:

[ 140,390.4 = 0,3 \times 500 \times (T_1 - 62) ]

Решая уравнение, получаем:

[ T_1 - 62 = \frac{140,390.4}{150} ]

[ T_1 - 62 = 935.936 ]

[ T_1 = 997.936 \text{ °C} ]

Таким образом, расчетная температура резца составляет примерно 998 °C, что согласуется с оценкой температуры для ярко-желтого каления.