Какое изменение произойдет во внутренней энергии расплавленной свинцовой пластинки, если ее начальная температура

  • 55
Какое изменение произойдет во внутренней энергии расплавленной свинцовой пластинки, если ее начальная температура составляет 27 °C? Пластинка имеет размеры 2 х 5 х 10 см. Предоставьте ответ в кДж, округляя до целого значения. Удельная теплоемкость свинца составляет 140 Дж/(кг·°С), удельная теплота плавления свинца равна 25 кДж/кг, температура плавления свинца — 327 °С, а плотность свинца — 11300 кг/м3.
Магический_Вихрь
32
Чтобы решить эту задачу, нам нужно учесть несколько факторов. Давайте разобьем решение на несколько шагов.

1. Рассчитаем массу свинцовой пластинки. Для этого воспользуемся формулой для плотности:

m=Vρ

где m - масса, V - объем, ρ - плотность. В нашем случае, размеры пластинки равны 2 х 5 х 10 см, так что объем будет равен:

V=2510=100см3

Переведем объем в метры:

V=100см3×(0.01м/см)3=0.01м3

Теперь, используя плотность свинца, рассчитаем массу:

m=0.01м3×11300кг/м3=113кг

2. Посчитаем изменение внутренней энергии при нагревании пластинки до температуры плавления. Для этого воспользуемся формулой:

ΔQ=mcΔT

где ΔQ - изменение внутренней энергии, m - масса, c - удельная теплоемкость, ΔT - изменение температуры.

В нашем случае, первоначальная температура пластинки составляет 27 °C, а температура плавления свинца равна 327 °C. Следовательно, изменение температуры будет:

ΔT=327°C27°C=300°C

Теперь рассчитаем изменение внутренней энергии:

ΔQ=113кг140Дж/(кг·°С)300°C=4,212,000Дж=4212кДж

3. Наконец, рассчитаем изменение внутренней энергии при плавлении пластинки. Для этого умножим массу на удельную теплоту плавления:

ΔQ=mL

где ΔQ - изменение внутренней энергии, m - масса, L - удельная теплота плавления.

ΔQ=113кг25кДж/кг=2,825кДж

4. Итак, общее изменение внутренней энергии пластинки будет равно сумме изменений при нагревании и плавлении:

ΔQобщ=ΔQнагревание+ΔQплавление=4212кДж+2825кДж=7037кДж

Ответ: Общее изменение внутренней энергии расплавленной свинцовой пластинки составляет 7037 кДж (килоджоулей), округляя до целого значения.