Достаточно ли сообщить стальной болванке массой 60 кг количество теплоты, равное 12,6 МДж, чтобы нагреть её на 800 °С?

Чтобы разобраться с данной задачей, необходимо использовать основы термодинамики, связанные с расчетом количества теплоты, которое нужно для нагревания тела. Для этого нам понадобятся формулы, законы, а также знание физических характеристик материала. Давайте разберемся с теоретическими аспектами, которые помогут решить задачу.

1. Количество теплоты для нагрева тела
   Количество теплоты, переданное телу для его нагревания, определяется формулой:
   $$ Q = c \cdot m \cdot \Delta T, $$
   где:

   • $Q$ — количество тепла (в джоулях, Дж),
   • $c$ — удельная теплоемкость вещества, из которого состоит тело (в Дж/(кг·°С)),
   • $m$ — масса тела (в килограммах, кг),
   • $\Delta T$ — изменение температуры, то есть разность между конечной и начальной температурой ($\Delta T = T_{\text{к}} - T_{\text{н}}$, измеряется в °С или К).

2. Удельная теплоемкость
   Удельная теплоемкость ($c$) показывает, какое количество теплоты требуется для нагревания 1 килограмма вещества на 1 градус Цельсия. Для стали (включая стальные сплавы) удельная теплоемкость составляет примерно $c = 500\ \text{Дж/(кг·°С)}$ (значение может немного варьироваться в зависимости от состава стали, но для расчетов в учебной задаче обычно используется указанное значение).

3. Изменение температуры
   В данной задаче указано, что стальная болванка нагревается на $800\ ^\circ\text{С}$. Тогда разница температур:
   $$ \Delta T = 800\ ^\circ\text{С}. $$

4. Масса тела
   Масса болванки дана как $m = 60\ \text{кг}$. Это значение подставляется в формулу для вычисления $Q$.

5. Энергия, переданная телу
   В задаче указано, что болванке передается энергия в размере $12,6\ \text{МДж}$. Напомним, что 1 мегаджоуль (МДж) равен $10^6$ джоулей, поэтому:
   $$ 12,6\ \text{МДж} = 12,6 \cdot 10^6\ \text{Дж}. $$

6. Проверка достаточности энергии
   Чтобы выяснить, достаточно ли переданного количества теплоты для нагрева болванки на $800\ ^\circ\text{С}$, нужно:

   • Вычислить требуемое количество теплоты $Q_{\text{треб}}$ для нагрева болванки на указанное количество градусов, используя формулу $Q = c \cdot m \cdot \Delta T$,
   • Сравнить рассчитанное $Q_{\text{треб}}$ с переданным количеством теплоты ($Q_{\text{передано}} = 12,6 \cdot 10^6\ \text{Дж}$).

7. Анализ результата

   • Если $Q_{\text{треб}} \leq Q_{\text{передано}}$, то энергии достаточно, чтобы нагреть болванку на $800\ ^\circ\text{С}$.
   • Если $Q_{\text{треб}} > Q_{\text{передано}}$, то энергия недостаточна, и болванка нагреется на меньшую температуру.

8. Пренебрежение потерями
   В реальных условиях при нагревании часть энергии теряется в окружающую среду. Однако в задачах школьной физики такие потери обычно не учитываются, если не указано иное.

Данная теоретическая база полностью охватывает подход к решению задачи. С её помощью можно определить, достаточно ли энергии для нагрева болванки до указанной температуры.