Một viên đạn bằng chì có khối lượng $m = 10\text{g}$ đang bay với tốc độ $v = 300\text{m/s}$

Câu hỏi số 844663:

Vận dụng

Một viên đạn bằng chì có khối lượng $m = 10\text{g}$ đang bay với tốc độ $v = 300\text{m/s}$ thì va chạm vào một bức tường gỗ cứng và nằm yên trong đó. Giả sử $50\%$ động năng ban đầu của viên đạn chuyển thành nội năng làm nóng viên đạn, phần còn lại không làm nóng viên đạn.

Cho biết:

+ Nhiệt dung riêng của chì là $c = 130\text{J/(kg}\text{.K)}$.

+ Nhiệt nóng chảy riêng của chì là $\lambda = 2,5 \cdot 10^{4}\text{J/kg}$.

+ Nhiệt độ nóng chảy của chì là $327^{0}\text{C}$.

+ Nhiệt độ ban đầu của viên đạn là $27^{0}\text{C}$.

a) Tính nhiệt lượng làm nóng viên đạn.

b) Xác định trạng thái cuối cùng của viên đạn. Nếu viên đạn bị nóng chảy một phần, hãy xác định tỉ lệ khối lượng chì bị nóng chảy.

Quảng cáo

Xem lời giải

Câu hỏi:844663

Phương pháp giải

+ Động năng: $W_{d} = \dfrac{1}{2}mv^{2}$.

+ Nhiệt lượng thu vào: $Q_{thu} = H.W_{d}$ (với $H = 50\%$).

Tính nhiệt lượng cần để đạn tăng nhiệt độ lên đến điểm nóng chảy ($327^{0}\text{C}$): $Q_{1} = mc\Delta t$.

So sánh $Q_{thu}$ với $Q_{1}$:

+ Nếu $Q_{thu} < Q_{1}$: Đạn chỉ nóng lên, chưa nóng chảy.

+ Nếu $Q_{thu} > Q_{1}$: Đạn nóng lên đến $327^{0}\text{C}$ và bắt đầu nóng chảy. Phần nhiệt lượng dư ra $\Delta Q = Q_{thu} - Q_{1}$ dùng để làm nóng chảy chì.

+ Tính khối lượng chì nóng chảy: $m_{nc} = \dfrac{\Delta Q}{\lambda}$.

Giải chi tiết

a, Đổi: $m = 10\text{g} = 0,01\text{kg}$

Động năng ban đầu: $W_{d} = \dfrac{1}{2}mv^{2} = \dfrac{1}{2}.0,01.300^{2} = 450J$.

Nhiệt lượng viên đạn nhận được: $Q_{thu} = 50\%.W_{d} = 0,5.450 = 225\text{J}$

b, Nhiệt lượng cần cung cấp để viên đạn chì tăng từ $27^{0}\text{C}$ lên nhiệt độ nóng chảy $327^{0}\text{C}$:

$Q_{1} = m.c.(t_{nc} - t_{1}) = 0,01.130.(327 - 27)$

$Q_{1} = 0,01.130.300 = 390\text{J}$.

Ta thấy $Q_{thu}(225\text{J}) < Q_{1}(390\text{J})$.

$\Rightarrow$Nhiệt lượng sinh ra không đủ để làm viên đạn đạt tới nhiệt độ nóng chảy. Viên đạn chỉ nóng lên và vẫn ở thể rắn hoàn toàn.

Nhiệt độ cuối cùng :

$\left. 225 = 0,01.130.(t_{sau} - 27)\Rightarrow t_{sau} - 27 = \dfrac{225}{1,3} \right.$.

$\left. \Rightarrow t_{sau} \approx 200^{0}\text{C} \right.$.

Group 2K8 ôn Thi ĐGNL & ĐGTD Miễn Phí

Câu hỏi trước Câu tiếp theo

>> 2K8 Chú ý! Lộ Trình Sun 2026 - 3IN1 - 1 lộ trình ôn 3 kì thi (Luyện thi 26+ TN THPT, 90+ ĐGNL HN, 900+ ĐGNL HCM, 70+ ĐGTD - Click xem ngay) tại Tuyensinh247.com.Đầy đủ theo 3 đầu sách, Thầy Cô giáo giỏi, luyện thi theo 3 giai đoạn: Nền tảng lớp 12, Luyện thi chuyên sâu, Luyện đề đủ dạng đáp ứng mọi kì thi.