Question

Какое количество теплоты потребуется, чтобы расплавить кусок меди массой 3 кг, если ее начальная температуры 20 градусов Цельсия?

Answer 1

Ответ:

Qитог = 1908 кДж или 1908 * 10(3 степень) Дж

Объяснение:

Дано:

m = 3 кг

tнач = 20 °C

tплав = 1 085°C

c = 400 Дж/кг * °C

λ = 2.1 * 10(5 степень) Дж/кг

Qитог - ?

Решение: Сначала нужно нагреть кусок меди до tплав

Qнагр = cm(tплав - tнач)

Затем необходимо найти то кол-во теплоты, которое необходимо передать куску меди чтобы полностью превратить его в жидкость(расплавить)

Qплав = λm

Итоговое количество теплоты, необходимое для полного плавления меди можно найти как сумму теплот нагревания и плавления, то бишь:

Qитог = Qнагр + Qплав

Подставляем формулы

Qитог = cm(tплав - tнач) + λm

Подставляем значения

Qитог =  400 Дж/кг * °C * 3 кг (1 085°C - 20 °C) + 2.1 * 10(5 степень) Дж/кг * 3 кг

Считаем и получаем результат

Qитог = (1278000 + 630000) Дж

Qитог = 1908000 Дж или Qитог = 1908 * 10(3 степень)

По желанию можно перевести в кДж(килоджоули). Для этого разделим Qитог на 10(3 степень) (1000)

1908 * 10(3 степень) / 10(3 степень)

По правилу деления степеней с одинаковым показателем получаем 10(0 степень) = 1

Ответ: для того, чтобы расплавить кусок меди массой 3 кг потребуется количество теплоты в размере Qитог = 1908 кДж (килоджоулей)

Answer 2

Вопросы о физике - это классно! Чтобы рассчитать количество теплоты, необходимое для расплавления меди, мы можем использовать уравнение теплопередачи:

\[ Q = mc\Delta T \]

где: - \( Q \) - количество теплоты, - \( m \) - масса материала, - \( c \) - удельная теплоемкость материала, - \( \Delta T \) - изменение температуры.

Для расплавления меди нам необходимо учесть и теплоту плавления \( L \).

Таким образом, общее количество теплоты будет равно сумме теплоты, необходимой для нагрева меди до точки плавления, и теплоты, необходимой для самого плавления:

\[ Q_{\text{общ}} = Q_{\text{нагрев}} + Q_{\text{плавление}} \]

\[ Q_{\text{нагрев}} = mc\Delta T_{\text{нагрева}} \]

\[ Q_{\text{плавление}} = mL \]

Теперь, подставим значения:

- \( m = 3 \, \text{кг} \) (масса меди), - \( c \) для меди примерно \( 0.39 \, \text{Дж/г} \cdot {}^{\circ}\text{C} \), - \( \Delta T_{\text{нагрева}} \) - изменение температуры при нагреве до точки плавления, - \( L \) - теплота плавления для меди примерно \( 209 \, \text{Дж/г} \).

Допустим, мы хотим растопить медь, нагревая ее до точки плавления, которая для меди около \( 1085 \, {}^{\circ}\text{C} \). Таким образом, \( \Delta T_{\text{нагрева}} = 1085 - 20 \).

Теперь мы можем рассчитать общее количество теплоты:

\[ Q_{\text{общ}} = mc\Delta T_{\text{нагрева}} + mL \]

Помогло?