1) На схеме показан график изменения температуры свинца. а) Какое состояние материи соответствует участку графика

Медведь_8866

15

Давайте разберем каждую задачу по порядку.

1) а) Чтобы определить состояние материи на участке графика AB, нужно обратить внимание на изменение температуры. Если температура не меняется, значит, материя находится в фазе перехода. В данном случае, на участке AB температура не меняется, поэтому состояние материи соответствует плавлению.

б) Чтобы определить, где молекулы данного материала обладают более высокой кинетической энергией, нужно обратить внимание на участок графика с более высокой температурой. В данном случае, точка М на графике имеет более высокую температуру, следовательно, молекулы данного материала в точке М обладают более высокой кинетической энергией.

в) Для расчета количества теплоты, необходимой для плавления свинца, можно использовать формулу \( Q = m \cdot c \cdot \Delta T \), где \( Q \) - теплота, \( m \) - масса, \( c \) - удельная теплоемкость, \( \Delta T \) - изменение температуры.

Удельная теплоемкость плавления для свинца составляет около 24,6 Дж/(г*°С). Поскольку мы имеем массу свинца, взятого при температуре 17 °С, равную 200 г и температурную разницу, равную разнице температур плавления и начальной температуры, равное значению разности температур плавления и 17 °С, мы можем подставить эти значения в формулу:

\[ Q = 200 \, \text{г} \cdot 24,6 \, \text{Дж/(г*°С)} \cdot \Delta T \]

Так как свинец переходит из твердого состояния в жидкое и его температура должна достичь температуры плавления (327,5 °С), то разница температур равна \( \Delta T = 327,5 - 17 = 310,5 \) °С.

Подставляем значения:

\[ Q = 200 \, \text{г} \cdot 24,6 \, \text{Дж/(г*°С)} \cdot 310,5 \, °С \]

Получаем:

\[ Q = 1 \, 533 \, 000 \, \text{Дж} \]

Таким образом, для плавления 200 г свинца потребуется 1 533 000 Дж теплоты.

2) Удельная теплота парообразования спирта может быть рассчитана с использованием формулы \( q = \frac{Q}{m} \), где \( q \) - удельная теплота парообразования, \( Q \) - теплота, переданная системе, \( m \) - масса.

Масса спирта, взятого для парообразования, равна 40 г, а переданная теплота - 36 кДж (1 кДж = 1000 Дж). Подставляем значения в формулу:

\[ q = \frac{36 \, 000 \, \text{Дж}}{40 \, \text{г}} \]

Получаем:

\[ q = 900 \, \text{Дж/г} \]

Таким образом, удельная теплота парообразования спирта составляет 900 Дж/г.

3) Чтобы определить, сколько сухих дров необходимо сжечь в печи, чтобы полностью превратить 200 кг снега в воду, нужно учесть, что для плавления снега требуется определенное количество теплоты, а КПД печи равен 40%.

Для начала, найдем количество теплоты, необходимое для плавления 200 кг снега. Удельная теплоемкость плавления для снега составляет около 333,55 кДж/кг.

Теплота, необходимая для плавления снега, рассчитывается по формуле \( Q = m \cdot L \), где \( Q \) - теплота, \( m \) - масса, \( L \) - удельная теплота плавления.

Подставляем значения:

\[ Q = 200 \, \text{кг} \cdot 333,55 \, \text{кДж/кг} \]

Получаем:

\[ Q = 66 \, 710 \, \text{кДж} \]

Теперь найдем общую теплоту, которую нужно получить, учитывая КПД печи. Общая теплота будет равна

\[ Q_{\text{общ}} = \frac{Q}{\text{КПД}} = \frac{66 \, 710 \, \text{кДж}}{0,4} \]

Получаем:

\[ Q_{\text{общ}} = 166 \, 775 \, \text{кДж} \]

Теперь давайте разделим общую теплоту на удельную теплоту сгорания дров, чтобы узнать массу необходимых дров. Удельная теплота сгорания дров может варьироваться в зависимости от их вида, среднее значение будет около 17-20 МДж/кг.

Предположим, что у нас удельная теплота сгорания дров равна 18 МДж/кг. Тогда массу дров, которую необходимо сжечь, можно вычислить по формуле:

\[ m = \frac{Q_{\text{общ}}}{L} = \frac{166 \, 775 \, \text{кДж}}{18 \, 000 \, \text{кДж/кг}} \]

Получаем:

\[ m \approx 9,27 \, \text{кг} \]

Таким образом, для полного превращения 200 кг снега в воду при условии КПД печи 40% необходимо сжечь около 9,27 кг сухих дров.