Question

Какое количество теплоты потребуется для нагревания и плавления в железной коробке олова массой 100 г , если их начальная температура была 32 ° С ? Масса железной коробки 500г (Температура плавления олова 232 ° C , удельная теплоемкость олова 230 Дж/кг С°, Удельная теплоемкость железа 460 Дж/ кг C° , удельная теплота плавления олова 6 x 10^2 Дж/кг ) .

Answer 1

Ответ: 4890 Дж
решение на фотографии

Answer 2

Для решения этой задачи, нам нужно учесть несколько этапов:

1. Нагревание олова от начальной температуры до температуры плавления.
2. Плавление олова.
3. Нагревание железной коробки.

Давайте рассмотрим каждый этап по отдельности.

1. Нагревание олова: Масса олова, m_олова = 100 г = 0.1 кг Температура олова до плавления, T_начальная_олова = 32 °C = 32 °C + 273.15 (перевод в Кельвины) = 305.15 К Температура плавления олова, T_плавление_олова = 232 °C = 232 °C + 273.15 (перевод в Кельвины) = 505.15 К Удельная теплоемкость олова, c_олова = 230 Дж/кг°C

Количество теплоты для нагревания олова до температуры плавления можно рассчитать по формуле:

Q_нагревание_олова = m_олова * c_олова * (T_плавление_олова - T_начальная_олова)

Q_нагревание_олова = 0.1 кг * 230 Дж/кг°C * (505.15 К - 305.15 К) = 23 * 10^3 Дж

2. Плавление олова: Удельная теплота плавления олова, L_плавление_олова = 6 * 10^5 Дж/кг

Количество теплоты для плавления олова можно рассчитать по формуле:

Q_плавление_олова = m_олова * L_плавление_олова

Q_плавление_олова = 0.1 кг * 6 * 10^5 Дж/кг = 60 * 10^3 Дж

3. Нагревание железной коробки: Масса железной коробки, m_коробка_железа = 500 г = 0.5 кг Удельная теплоемкость железа, c_железо = 460 Дж/кг°C Температура железной коробки, T_коробка_железа = 32 °C = 32 °C + 273.15 (перевод в Кельвины) = 305.15 К

Количество теплоты для нагревания железной коробки до температуры плавления олова можно рассчитать по формуле:

Q_нагревание_железо = m_коробка_железа * c_железо * (T_плавление_олова - T_коробка_железа)

Q_нагревание_железо = 0.5 кг * 460 Дж/кг°C * (505.15 К - 305.15 К) = 46 * 10^3 Дж

Теперь найдем общее количество теплоты, которое потребуется для всех этапов:

Общее количество теплоты = Q_нагревание_олова + Q_плавление_олова + Q_нагревание_железо Общее количество теплоты = 23 * 10^3 Дж + 60 * 10^3 Дж + 46 * 10^3 Дж = 129 * 10^3 Дж

Таким образом, для нагревания и плавления олова в железной коробке массой 100 г потребуется 129 * 10^3 Дж теплоты.