Question

2. Какую энергию нужно затратить, чтобы расплавить кусок олова массой 4,7 кг, взятый при температуре плавления 110 °C? ПЖ ПОМОГИТЕ ДАЮ 80 БАЛЛОВ ​

Answer 1

Ответ:

Q = λ * m, где λ — удельная теплота плавления ( λ = 59 кДж/кг = 59 * 10³ Дж/кг ), m — масса ( m = 400 г = 0,4 кг ). Рассчитаем необходимое количество теплоты: Q = λ * m = 59 * 10³ * 0,4 = 23,6 * 10³ Дж = 23,6 кДж. Ответ: Для плавления куска олова необходимо затратить 23,6 нДж теплоты

Answer 2

Для расплавления куска олова нужно преодолеть его теплоту плавления и нагреть его до температуры плавления. Этот процесс можно описать формулой:

\[ Q = Q_m + Q_{\text{нагр}} \]

где \(Q\) - общее количество теплоты, \(Q_m\) - теплота плавления, \(Q_{\text{нагр}}\) - теплота нагрева.

1. Теплота плавления (\(Q_m\)):

Теплота плавления - это количество теплоты, необходимое для изменения вещества из твердого состояния в жидкое при постоянной температуре плавления. Для олова температура плавления \(232^\circ C\), и теплота плавления \(T_m\) равна \(50,2 \, \text{кДж/кг}\).

\[ Q_m = m \cdot T_m \]

где \(m\) - масса олова, \(T_m\) - температура плавления олова.

Подставим значения:

\[ Q_m = 4,7 \, \text{кг} \times 50,2 \, \text{кДж/кг} \]

\[ Q_m = 235,94 \, \text{кДж} \]

2. Теплота нагрева (\(Q_{\text{нагр}}\)):

Теплота нагрева - это количество теплоты, необходимое для нагрева вещества до температуры плавления. Температура начальная (\(T_1\)) - температура начального состояния, температура конечная (\(T_2\)) - температура плавления олова.

\[ Q_{\text{нагр}} = m \cdot c \cdot (T_2 - T_1) \]

где \(c\) - удельная теплоемкость олова.

Удельная теплоемкость олова \(c\) приблизительно равна \(0,23 \, \text{кДж/(кг} \cdot ^\circ \text{C)}\).

\[ Q_{\text{нагр}} = 4,7 \, \text{кг} \times 0,23 \, \text{кДж/(кг} \cdot ^\circ \text{C)} \times (110^\circ \text{C} - T_1) \]

Так как мы не знаем начальную температуру, допустим, что олово изначально находится при комнатной температуре \(T_1 = 20^\circ \text{C}\).

\[ Q_{\text{нагр}} = 4,7 \, \text{кг} \times 0,23 \, \text{кДж/(кг} \cdot ^\circ \text{C)} \times (110^\circ \text{C} - 20^\circ \text{C}) \]

\[ Q_{\text{нагр}} = 4,7 \, \text{кг} \times 0,23 \, \text{кДж/(кг} \cdot ^\circ \text{C)} \times 90^\circ \text{C} \]

\[ Q_{\text{нагр}} = 97,47 \, \text{кДж} \]

Теперь сложим теплоту плавления и теплоту нагрева:

\[ Q = Q_m + Q_{\text{нагр}} \]

\[ Q = 235,94 \, \text{кДж} + 97,47 \, \text{кДж} \]

\[ Q = 333,41 \, \text{кДж} \]

Таким образом, чтобы расплавить кусок олова массой \(4,7 \, \text{кг}\) при температуре плавления \(110^\circ \text{C}\), нужно затратить \(333,41 \, \text{кДж}\) энергии.