Question

Яка енергія виділилася при кристалізації та охолодженні до 35°с залізної заготовки масою 80 кг.

Answer 1

Ответ:

Виділиться 76800000 Дж (або 7,68 * 10⁷ Дж, або 76,8 МДж) теплоти при кристалізації та охолодженні заготовки.

Объяснение:

Дано:

m = 80 кг

t₂ = 35 °С

t₁ = 1535 °С (температура плавлення та кристалізації заліза)

λ = 270 кДж/кг = 2,7 * 10⁵ Дж/кг (питома теплоємність плавлення заліза)

с = 460 Дж/кг°С (питома теплоємність заліза)

Знайти: Q

Розв'язок:

Q = Q₁ + Q₂

Q₁ = λm  - кристалізація

Q₂ = cmΔt = cm(t₁ - t₂) - охолодження

Q = λm + cm(t₁ - t₂) = m(λ + c(t₁ - t₂))

[Q] = Дж/кг * кг + Дж/кг°С * кг * °С = Дж + Дж = Дж

Q = 80 * (2,7 * 10⁵ + 460 * (1535 - 35)) = 80 * 960000 = 76800000 = 7,68 * 10⁷ (Дж)

Відповідь: Q = 7,68 * 10⁷ Дж.

Answer 2

Для розрахунку енергії, що виділилася при кристалізації та охолодженні залізної заготовки, нам необхідно знати теплоємність заліза та зміну температури.

Для заліза теплоємність (c) складає близько 450 Дж/(кг·°C). Тобто для 1 кг заліза, щоб змінити його температуру на 1°C, необхідно 450 Дж енергії.

Зміна температури (ΔT) обчислюється як різниця між кінцевою температурою (T2) та початковою температурою (T1):

ΔT = T2 - T1

Дано, що початкова температура T1 = 35°C, а кінцева температура T2 = 0°C (так як заготовку охолоджують до 0°C, що є температурою кристалізації).

Тепер можемо розрахувати зміну температури:

ΔT = 0°C - 35°C = -35°C

Тепер обчислимо енергію, яка виділиться при охолодженні 80 кг заліза:

Енергія (Q) = маса (m) × теплоємність (c) × зміна температури (ΔT)

Q = 80 кг × 450 Дж/(кг·°C) × (-35°C)

Q = -1260000 Дж

Від'ємний знак у відповіді свідчить про те, що енергія вивільняється під час кристалізації та охолодження заліза, що є зрозумілим, оскільки залізо переходить з рідкого стану в твердий, а температура знижується.