Question

Какое количество теплоты потребуется чтобы 200см^2 свинца при 20*С нагреть до температуры плавления и расплавить.

Answer 1

Все решение представлено на фотографии.

Answer 2

Для рассчета количества теплоты, необходимой для нагрева и плавления свинца, нам понадобятся следующие данные:

1. Температура плавления свинца: Этот параметр составляет 327,5°C.
2. Удельная теплота плавления свинца: Удельная теплота плавления (также называемая теплотой плавления) - это количество теплоты, необходимое для расплавления единицы массы вещества при постоянной температуре. Для свинца это значение составляет около 24,5 кДж/кг.

Сначала нам нужно рассчитать массу свинца, который требуется нагреть и расплавить. Для этого мы будем использовать плотность свинца, которая составляет около 11,34 г/см³.

Масса свинца (m) = Площадь (A) * Толщина (d) * Плотность (p)

Здесь площадь (A) = 200 см² = 0,02 м² (1 м² = 10 000 см²) Толщина (d) будет предположительно задана, давайте возьмем значение в 1 см (0,01 м)

m = 0,02 м² * 0,01 м * 11,34 г/см³ m = 0,002268 кг

Теперь рассчитаем количество теплоты, необходимое для нагрева свинца с начальной температуры (20°C) до температуры плавления (327,5°C):

Q1 = м * с * ΔT

где: м - масса свинца (кг) - 0,002268 кг с - удельная теплоемкость свинца - около 0,128 Дж/(г*°C) ΔT - изменение температуры = Температура плавления - Начальная температура = 327,5°C - 20°C = 307,5°C = 307,5 K

Q1 = 0,002268 кг * 0,128 Дж/(г*°C) * 307,5 К Q1 = 91,08 Дж

Теперь рассчитаем количество теплоты, необходимое для плавления свинца:

Q2 = м * L

где: м - масса свинца (кг) - 0,002268 кг L - удельная теплота плавления свинца - около 24,5 кДж/кг = 24,5 * 1000 Дж/кг = 24 500 Дж/кг

Q2 = 0,002268 кг * 24 500 Дж/кг Q2 = 55,937 Дж

Теперь найдем общее количество теплоты (Q), необходимое для нагрева и плавления свинца:

Q = Q1 + Q2 Q = 91,08 Дж + 55,937 Дж Q ≈ 147,017 Дж

Таким образом, около 147,017 Дж теплоты потребуется для нагрева и плавления 200 см² свинца при 20°C.