Question

Сколько энергии потребуется для плавления медной пластины размером 20*10*5 см, взятой при температуре 25°С?

Answer 1

Дано:

V = 20 * 10 * 5 см.³

t₁ = 25°C

t₂ = 1085°C

c = 400 Дж/кг.°C

λ = 213 * 10³ Дж/кг.

ρ = 8900 кг/м.³

Найти:

Q - ?

СИ:

V = 0,001 м.³

Решение:

Сначала нагреем пластину до температуры плавления:

Q₁ = cm(t₂ - t₁) = cρV(t₂ - t₁)

Q₁ = 400 * 8900 * 0,001 (1085 - 25) = 400 * 8,9 * 1060 = 3 773,6 * 10³ Дж.

Теперь, когда пластина достигла температуры плавления, температура перестанет изменяться, пока процесс плавления не завершится. Найдем количество теплоты, необходимое для плавления меди, взятой при температуре плавления:

Q₂ = λm

Q₂ = 213 * 10³ * 0,001 = 213 Дж.

Так как нам нужно узнать сколько энергии мы затратили для плавления пластины при температуре 25°С, складываем количество теплоты затраченное для нагревания пластины и количество теплоты затраченное для плавления медной пластины:

Q = Q₁ + Q₂

Q = 3 773,6 * 10³ + 213 = 3 773 813 Дж. = 3,773 813 МДж.

Ответ: 3,773 813 МДж.

Answer 2

Для расчета энергии, необходимой для плавления медной пластины, можно воспользоваться формулой:

Q = m * L

где: Q - количество теплоты (энергии) в джоулях (Дж), m - масса вещества в килограммах (кг), L - удельная теплота плавления для меди в Дж/кг.

Удельная теплота плавления (L) для меди составляет около 209,3 кДж/кг или 209,300 Дж/г.

Сначала нужно рассчитать массу медной пластины. Для этого используем плотность меди, которая составляет около 8,96 г/см³:

V = 20 см * 10 см * 5 см = 1000 см³ = 1 дм³ = 0,001 м³

Масса медной пластины (m) будет:

m = V * плотность = 0,001 м³ * 8,96 г/см³ * 1000 г/кг = 8,96 кг

Теперь можем рассчитать количество теплоты (Q):

Q = 8,96 кг * 209,300 Дж/г = 1879,688 кДж

Итак, для плавления медной пластины размером 20x10x5 см при температуре 25°C потребуется около 1879,688 кДж энергии.