Какое количество энергии передается окружающей среде при охлаждении золотого слитка массой 1 кг с момента начала

Ледяная_Душа

30

Чтобы решить эту задачу, нам понадобится знать некоторые физические константы и применить закон сохранения энергии. Допустим, что золотой слиток находится в изолированной системе, где нет потерь энергии на тепло и нет других источников тепла или холода, кроме окружающей среды.

Теперь посмотрим на каждый этап охлаждения слитка по отдельности.

1. От начала кристаллизации до температуры плавления:

Золотой слиток кристаллизуется при температуре плавления, которая составляет примерно 1064 градуса Цельсия. Сначала его нужно нагреть до этой температуры. Для этого мы можем использовать формулу:

\[Q_1 = m \cdot c \cdot \Delta T_1\]

где \(Q_1\) - количество передаваемой энергии, \(m\) - масса слитка (1 кг), \(c\) - удельная теплоемкость золота (0.129 Дж/градус Цельсия), \(\Delta T_1\) - изменение температуры от начальной температуры до температуры плавления (1064 - 24 = 1040 градусов Цельсия).

Подставим значения:

\[Q_1 = 1 \cdot 0.129 \cdot 1040\]

\[Q_1 = 134.16\]

Таким образом, количество энергии, переданной окружающей среде за время нагревания до температуры плавления, составляет 134.16 Дж.

2. От температуры плавления до полного охлаждения:

После кристаллизации золотого слитка нам нужно остудить его от температуры плавления до окружающей температуры (24 градуса Цельсия). Нам понадобится использовать ту же формулу, но уже с другими значениями температур:

\[Q_2 = m \cdot c \cdot \Delta T_2\]

где \(Q_2\) - количество передаваемой энергии, \(m\) - масса слитка (1 кг), \(c\) - удельная теплоемкость золота (0.129 Дж/градус Цельсия), \(\Delta T_2\) - изменение температуры от температуры плавления до окружающей температуры (1064 - 24 = 1040 градусов Цельсия).

Подставляем значения:

\[Q_2 = 1 \cdot 0.129 \cdot 1040\]

\[Q_2 = 134.16\]

Таким образом, количество энергии, переданной окружающей среде за время охлаждения от температуры плавления до окружающей температуры, также составляет 134.16 Дж.

3. Общее количество переданной энергии:

Чтобы найти общее количество энергии, переданной окружающей среде при охлаждении золотого слитка, нужно сложить полученные значения:

\[Q_\text{общее} = Q_1 + Q_2\]

\[Q_\text{общее} = 134.16 + 134.16 = 268.32 \, \text{Дж}\]

Таким образом, общее количество энергии, переданное окружающей среде при охлаждении золотого слитка массой 1 кг с момента начала кристаллизации до полного охлаждения, составляет 268.32 Дж.