Question

Cколько количество теплоты нужно затратить, чтобы довести до температуры плавления и расплавить 200 г серы находящихся при температуре 20 С?

Answer 1

Дано: m = 0.2 кг, t₁ = 20°C, t₂ = 113°С, λ = 5.5 × 10⁴ Дж/кг, c = 710 Дж/кг×°С

Найти: Q - ?

Решение:

$Q = Q_{1} + Q_{2} \ ; \ Q_{1} = cm\Delta t \ ; \ Q_{2} = m\lambda \\ \\ Q = cm\Delta t + m\lambda = m(c\Delta t + \lambda) = 0.2(710*93 + 5.5 * 10^{4}) = \\ = 24206 \ [Ds]$

Ответ: Q = 24206 Дж

Answer 2

Для расчета количества теплоты, необходимой для нагревания и расплавления вещества, мы должны учитывать два этапа: нагревание до температуры плавления и затем расплавление.

1. Нагревание до температуры плавления: Сначала мы рассчитаем количество теплоты, необходимое для нагревания 200 г серы с начальной температуры 20°C до её температуры плавления. Для этого используем уравнение:

Q1 = m * c * ΔT,

где: Q1 - количество теплоты для нагревания (в джоулях), m - масса серы (в граммах) = 200 г, c - удельная теплоемкость серы (примем среднее значение для твердой и жидкой серы ≈ 0.71 Дж/(г°C)), ΔT - изменение температуры (в °C) = температура плавления серы (115.21°C) - начальная температура (20°C).

Q1 = 200 г * 0.71 Дж/(г°C) * (115.21°C - 20°C)

Теперь вычислим Q1:

Q1 = 200 г * 0.71 Дж/(г°C) * 95.21°C ≈ 13572.2 Дж.

2. Расплавление: Теперь рассчитаем количество теплоты, необходимое для расплавления 200 г серы. Для этого используем уравнение:

Q2 = m * L,

где: Q2 - количество теплоты для расплавления (в джоулях), m - масса серы (в граммах) = 200 г, L - удельная теплота плавления серы (примем среднее значение ≈ 37.7 кДж/кг или 37.7 Дж/г).

Q2 = 200 г * 37.7 Дж/г.

Теперь вычислим Q2:

Q2 = 200 г * 37.7 Дж/г ≈ 7540 Дж.

3. Общее количество теплоты: Теперь просто сложим полученные значения для нагревания и расплавления:

Общее количество теплоты = Q1 + Q2 = 13572.2 Дж + 7540 Дж ≈ 21112.2 Дж.

Итак, чтобы довести до температуры плавления и расплавить 200 г серы при начальной температуре 20°C, потребуется примерно 21112.2 Дж теплоты.