Сколько энергии потребуется для плавления 1,5 кг свинца при его температуре плавления? Какое количество теплоты

Ольга

23

Конечно, давайте посчитаем все по порядку:

1. Первая задача:
Масса свинца \( m = 1.5 \) кг
Температура плавления свинца \( t = 327.5 \) °C
Удельная теплота плавления свинца \( Q = 24.22 \) \(\frac{кДж}{кг}\)

Для расчета количества теплоты, необходимого для плавления свинца, воспользуемся формулой:
\[ Q = m \cdot Q \]

\[ Q = 1.5 \,кг \cdot 24.22 \frac{кДж}{кг} = 36.33 \,кДж \]

Ответ: Для плавления 1,5 кг свинца при его температуре плавления потребуется 36,33 кДж энергии.

2. Вторая задача:
Масса железа \( m = 4300 \) кг
Начальная температура железа \( t_1 = 20 \) °C
Температура плавления железа \( t_2 = 1538 \) °C
Удельная теплота плавления железа \( Q = 272 \) \(\frac{кДж}{кг}\)

Сначала рассчитаем количество теплоты, необходимое для нагрева железа до температуры плавления, используя формулу:
\[ Q_1 = m \cdot c \cdot (t_2 - t_1) \]

\[ Q_1 = 4300 \,кг \cdot 0.45 \frac{кДж}{кг \cdot °C} \cdot (1538 - 20)°C = 2,169,810 \,кДж \]

Теперь посчитаем количество теплоты, необходимое для плавления железа:
\[ Q_2 = m \cdot Q \]

\[ Q_2 = 4300 \,кг \cdot 272 \frac{кДж}{кг} = 1,169,600 \,кДж \]

Общее количество теплоты:
\[ Q_{общ} = Q_1 + Q_2 = 2,169,810 + 1,169,600 = 3,339,410 \,кДж \]

Ответ: Для плавления 4300 кг железа, начальная температура которого составляет 20 °C, понадобится 3,339,410 кДж теплоты.

3. Третья задача:
Масса льда \( m = 270 \) г = 0.27 кг
Начальная температура льда \( t = -5 \) °C
Температура плавления льда \( t_{плавл} = 0 \) °C
Удельная теплота плавления льда \( Q = 334 \) \(\frac{кДж}{кг}\)

Рассчитаем количество теплоты, поглощенной льдом при плавлении:
\[ Q = m \cdot Q \]

\[ Q = 0.27 \,кг \cdot 334 \frac{кДж}{кг} = 90.18 \,кДж \]

Ответ: Кусок льда весом 270 г при плавлении поглотил 90,18 кДж энергии.

4. Четвертая задача:
Масса стали \( m = 40 \) кг
Начальная температура стали \( t_1 = 1538 \) °C
Температура застывания стали \( t_2 = 0 \) °C
Удельная теплоемкость стали \( c = 0.45 \) \(\frac{кДж}{кг \cdot °C}\)

Для нахождения количества теплоты, которое передал окружающей среде деталь из стали при застывании, используем формулу:
\[ Q = m \cdot c \cdot (t_1 - t_2) \]

\[ Q = 40 \,кг \cdot 0.45 \frac{кДж}{кг \cdot °C} \cdot (1538 - 0)°C = 27,540 \,кДж \]

Ответ: Деталь из стали массой 40 кг передала окружающей среде 27,540 кДж теплоты при застывании до 0 °C.

5. Пятая задача: Недостаточно данных для решения. Если предоставите дополнительные параметры, такие как удельная теплоемкость материала и его температурные показатели, я смогу выполнить расчет.