Question

Можете решить 3 задачи. 2. Какое количество теплоты необходимо для нагревания стального бруска массой 1200г на 200°C? 3. Какова масса медного бруска если, получив количество теплоты,равное 16 кДж он нагрелся на 30°С? 4. Какое количество теплоты выделится в окружающую среду при кристаллизации 870г стали? 5. Какое количество теплоты потребуется для плавления 300г меди,взятого при температуре 60°С?

Answer 1

Дано:
m = 1,2 кг
∆t = 200°C
c = 500 Дж/(кг°C)
Q - ?
Решение:
Q = cm∆t
Q = 500*1,2*200
Q = 120 кДж


Дано:
∆t = 30°C
c = 400 Дж/(кг°C)
Q = 16000 Дж
m - ?
Решение:
Q = cm∆t
m = Q/(c∆t)
m = 16000/(400*30)
m = 1,3 кг



Дано:
m = 0,87 кг
λ = 78000 Дж/кг
Q - ?
Решение:
Q = λm
Q = 78000*0,87
Q = 67,9 кДж



Дано:
m = 0,3 кг
t = 60°C
tпл = 1085°С
λ = 210000 Дж/кг
c = 400 Дж/(кг°C)
Q - ?
Решение:
Q = cm∆t + λm
∆t = tпл - t
Q = cm( tпл - t) + λm
Q = 400*0,3*(1085-60) + 210000*0,3
Q = 186 кДж

Answer 2

Для решения этих задач используем формулу теплового равновесия:

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

где: $Q$ - количество теплоты, $m$ - масса вещества, $c$ - удельная теплоёмкость вещества, $\Delta T$ - изменение температуры.

Предположим, что удельная теплоёмкость стали $c_{\text{стали}} = 0.45 \, \text{Дж/(г°С)}$ и меди $c_{\text{меди}} = 0.39 \, \text{Дж/(г°С)}$.

2. Количество теплоты для нагревания стального бруска: $Q_2 = 1200 \, \text{г} \times 0.45 \, \text{Дж/(г°С)} \times 200°С.$ $Q_2 = 1200 \times 0.45 \times 200 = 108000 \, \text{Дж}.$

3. Найдем массу медного бруска: $16 \, \text{кДж} = m_{\text{меди}} \times 0.39 \, \text{Дж/(г°С)} \times 30°С.$ $m_{\text{меди}} = \frac{16 \times 1000}{0.39 \times 30} = \frac{16000}{11.7} \approx 1367 \, \text{г}.$

4. Количество теплоты, выделенное при кристаллизации стали: $Q_4 = 870 \, \text{г} \times 0.45 \, \text{Дж/(г°С)} \times 100°С.$ $Q_4 = 870 \times 0.45 \times 100 = 39150 \, \text{Дж}.$

5. Количество теплоты для плавления меди: $Q_5 = 300 \, \text{г} \times 0.39 \, \text{Дж/(г°С)} \times (T_{\text{плавления}} - 60°С).$ Предположим, температура плавления меди $T_{\text{плавления}} = 1083°С$. $Q_5 = 300 \times 0.39 \times (1083 - 60) = 300 \times 0.39 \times 1023 \approx 120546 \, \text{Дж}.$

Пожалуйста, обратите внимание, что в реальных условиях нагревания и плавления может быть необходимо учитывать теплоту фазовых переходов (плавления, испарения) и дополнительные физические процессы. Эти решения предполагают, что вся теплота идет только на изменение температуры материала.