Почему тонкая медная проволока плавиться в пламени газовой горелки, в то время как толстый медный гвоздь даже не раскаля

274

447

Посмотреть ответы 2

Ответы на вопрос:

Nastya348624

Физика

4,8(30 оценок)

Вобоих случаях газовая горелка нагревает некоторый участок медного стержня. плавление произойдет если этот участок получит количество теплоты q=q1+q2, q1=cm(t2-t1), где с - удельная теплоемкость меди, m - масса нагреваемого участка, t2 - начальная температура стержня, t1 - температура плавления меди, q2=lm, где l - удельная теплота плавления меди. участок получает количество теплоты q3=qmt от горелки, где q - мощность горелки, t - время нагревания и теряет количество теплоты q4 за счет теплопередачи. эти потери происходят главным образом за счет отвода тепла (теплопроводность меди высокая) от места нагревания к ненагреваемой части стержня и последующего его рассеивания в воздух. учитывая, что теплопередача пропорциональна площади сечения стержня, а рассеивание пропорционально площади рассеивающей поверхности, зависящей от длины ненагреваемой части стержня. заключаем что q4 тем больше, чем больше толщина стержня и растет до некоторых приделов при увеличении отношения: длина ненагреваемой части/ длина нагреваемой части. таким образом если в уравнении q1+q2=q3-q4, больше правая часть, то стержень плавится, в противном случае - нет. у тонкой проволоки q4 маленькое и спустя некоторое время (необходимое для роста q3) она плавиться, у толстого стержня q4 большое и оно полностью компенсирует рост q3, стержень не плавится. чтобы он расплавился нужно увеличить или q или длину нагреваемого участка, или уменьшить длину ненагреваемого участка