Question

Рассчитайте количество теплоты, которое потребуется для нагревания и плавления меди массой 40 кг, начальная температура которой равна 250С.

Answer 1

Дано:
m = 40 кг
t пл. = 1083
t нач. = 250 
c = 400
λ = 1083

Решение:

Q = m (cΔt + λ) или Q = Q нач + Q пл.

Q = 40 кг * ( 400 * (1083 - 250) + 1083) = 13 371 320 Дж  

Answer 2

Для расчета количества теплоты, необходимого для нагревания и плавления меди, мы должны учесть два этапа: нагревание меди до температуры плавления и затем плавление самой меди.

1. Нагревание меди до температуры плавления: Сначала мы рассчитаем количество теплоты, необходимое для нагревания меди с начальной температуры 25°C до ее температуры плавления, которая составляет приблизительно 1083°C. Для этого мы используем уравнение теплопередачи:

Q1 = m * c * ΔT,

где: Q1 - количество теплоты для нагревания, m - масса меди, c - удельная теплоемкость меди, ΔT - изменение температуры.

Удельная теплоемкость меди (c) примерно равна 0.385 J/(g°C).

ΔT = конечная температура - начальная температура, ΔT = 1083°C - 25°C = 1058°C = 1058 K.

Теперь подставим значения в уравнение:

Q1 = 40,000 g * 0.385 J/(g°C) * 1058 K = 16,430,400 J.

2. Плавление меди: Далее нам нужно рассчитать количество теплоты, необходимое для плавления меди. Для этого используем уравнение:

Q2 = m * L_f,

где: Q2 - количество теплоты для плавления, m - масса меди, L_f - удельная теплота плавления для меди.

Удельная теплота плавления (L_f) для меди примерно равна 334,000 J/kg.

Подставляем значения:

Q2 = 40,000 g * 334,000 J/kg = 13,360,000 J.

Итак, общее количество теплоты для нагревания и плавления меди массой 40 кг с начальной температурой 25°C до плавления приблизительно равно:

Общее количество теплоты = Q1 + Q2 = 16,430,400 J + 13,360,000 J = 29,790,400 J.