Номер 90, страница 14 - гдз по физике 8 класс сборник задач Исаченкова, Слесарь

Для определения того, какой стержень нагреется быстрее, необходимо проанализировать, какое количество теплоты требуется каждому из них для нагрева до комнатной температуры. Количество теплоты $\text{Q}$, необходимое для нагрева тела, определяется по формуле:

$Q = c \cdot m \cdot \Delta T$

где $\text{c}$ — удельная теплоемкость материала, $\text{m}$ — масса тела, а $\Delta T$ — разница между конечной (комнатной) и начальной (уличной) температурами.

В условиях задачи указано, что:

1. Массы стержней одинаковы: $m_{алюминия} = m_{меди}$.

2. Изменение температуры $\Delta T$ для обоих стержней одинаково, так как они вносятся из одного и того же холодного места в одно и то же теплое помещение.

Из формулы видно, что при равных массе и изменении температуры количество необходимой теплоты $\text{Q}$ зависит только от удельной теплоемкости $\text{c}$. Тот стержень, у которого удельная теплоемкость меньше, потребует для нагрева меньшее количество теплоты и, следовательно, при одинаковых условиях теплообмена с окружающей средой нагреется быстрее.

Сравним удельные теплоемкости алюминия и меди (согласно справочным таблицам):

Удельная теплоемкость алюминия ($c_{алюминия}$) составляет примерно $920 \frac{Дж}{кг \cdot °C}$.

Удельная теплоемкость меди ($c_{меди}$) составляет примерно $385 \frac{Дж}{кг \cdot °C}$.

Поскольку $c_{меди} < c_{алюминия}$, медному стержню потребуется значительно меньшее количество теплоты для нагрева до комнатной температуры, чем алюминиевому стержню той же массы. Поэтому он нагреется быстрее.

Ответ: Медный стержень нагреется до комнатной температуры быстрее. Причина в том, что удельная теплоемкость меди (~$385 \frac{Дж}{кг \cdot °C}$) меньше удельной теплоемкости алюминия (~$920 \frac{Дж}{кг \cdot °C}$). Это означает, что для повышения температуры меди на определенное значение требуется меньшее количество энергии (теплоты) по сравнению с алюминием такой же массы.