Каково изменение внутренней энергии стального изделия массой 10 кг после заливки металла в форму, если начальная

Ledyanaya_Pustosh

32

Чтобы определить изменение внутренней энергии стального изделия, нам необходимо учесть теплообмен, происходящий между изделием и окружающей средой. Мы можем использовать формулу изменения внутренней энергии, которая выражается следующим образом:

\(\Delta U = m \cdot c \cdot \Delta T\),

где
\(\Delta U\) - изменение внутренней энергии,
\(m\) - масса изделия,
\(c\) - удельная теплоемкость материала,
\(\Delta T\) - изменение температуры.

Для стали удельная теплоемкость \(c\) составляет около 500 Дж/(кг * К).

В данной задаче изначальная температура сплава составляет 1600 градусов, а отливка остывает до 20 градусов. Чтобы определить изменение температуры, нужно вычесть изначальную температуру сплава из конечной температуры:

\(\Delta T = T_{\text{конечная}} - T_{\text{начальная}} = 20 - 1600 = -1580 \, \text{градусов Кельвина}\).

Так как изменение температуры оказывается отрицательным, что говорит о понижении температуры сплава, но удельная теплоемкость \(c\) имеет положительное значение, мы получим отрицательное изменение внутренней энергии \(\Delta U\). Это означает, что внутренняя энергия изделия уменьшится.

Теперь мы можем рассчитать изменение внутренней энергии, подставив известные значения в формулу:

\(\Delta U = m \cdot c \cdot \Delta T = 10 \, \text{кг} \times 500 \, \text{Дж/(кг * К)} \times (-1580) \, \text{градусов Кельвина}\).

Вычислив данное выражение, получим:

\(\Delta U = -7,9 \times 10^6 \, \text{Дж}\).

Итак, изменение внутренней энергии стального изделия массой 10 кг после заливки металла в форму и остывания до 20 градусов составляет -7,9 мегаджоулей (МДж). Отрицательное значение указывает на то, что внутренняя энергия изделия уменьшилась.