Пожалуйста, предоставьте массу железа, если для его плавления было использовано 195 килоджоулей теплоты

Солнышко

64

Чтобы найти массу железа, необходимую для его плавления с использованием 195 килоджоулей теплоты, мы можем использовать формулу:

$Q=m\cdot c\cdot \mathrm{\Delta }T$,

где $Q$ - количество теплоты, $m$ - масса вещества, $c$ - удельная теплоемкость вещества, $\mathrm{\Delta }T$ - изменение температуры.

В этой задаче у нас дано количество теплоты ($Q=195$ килоджоулей), и мы хотим найти массу железа ($m$). Удельная теплоемкость железа также известна и составляет примерно 0.45 Дж/(г⋅°C).

Для начала, необходимо перевести теплоту из килоджоулей в джоули, так как удельная теплоемкость обычно измеряется в джоулях. Конвертируем эту величину:

$195\text{кДж}=195\times 1000\text{Дж}=195000\text{Дж}$.

Теперь мы можем использовать формулу, чтобы найти массу железа:

$195000\text{Дж}=m\cdot 0.45\text{Дж/(г⋅°C)}\cdot \mathrm{\Delta }T$.

Поскольку мы не знаем точной температуры ($\mathrm{\Delta }T$), при которой происходит плавление железа, предположим, что начальная температура железа составляет 20°C. Пусть конечная температура будет равна температуре плавления железа, то есть 1538°C (1768K).

Теперь мы можем использовать формулу и решить ее относительно массы железа $m$:

$195000\text{Дж}=m\cdot 0.45\text{Дж/(г⋅°C)}\cdot (1538-20)\text{°C}$.

Упростим выражение:

$195000\text{Дж}=m\cdot 0.45\text{Дж/(г⋅°C)}\cdot 1518\text{°C}$.

Делим обе части уравнения на $0.45\text{Дж/(г⋅°C)}\cdot 1518\text{°C}$:

$$\frac{195000\text{Дж}}{0.45\text{Дж/(г⋅°C)}\cdot 1518\text{°C}}=m.$$

Вычислим это:

$$\frac{195000}{0.45\cdot 1518}\approx 286\text{г}.$$

Итак, для плавления железа с использованием 195 килоджоулей теплоты, необходима масса железа, равная примерно 286 граммов.