Чтобы рассчитать количество теплоты, выделяющееся при остывании раскаленного слитка серебра, нам необходимо использовать формулу для количества теплоты, переданного при изменении температуры:
\[ Q = mc\Delta T \]
где:
- \( Q \) — количество теплоты (в джоулях),
- \( m \) — масса образца (в килограммах),
- \( c \) — удельная теплоемкость материала (в джоулях на килограмм на градус),
- \( \Delta T \) — изменение температуры (в градусах Цельсия).
Определим размеры слитка и рассчитаем его объем: Размеры слитка: 1 см × 2 см × 5 см. Объем \( V \) в кубических сантиметрах: \[ V = 1 \, \text{см} \times 2 \, \text{см} \times 5 \, \text{см} = 10 \, \text{см}^3 \]
Переведем объем в кубические метры: Так как \( 1 \, \text{см}^3 = 10^{-6} \, \text{м}^3 \): \[ V = 10 \, \text{см}^3 = 10 \times 10^{-6} \, \text{м}^3 = 10^{-5} \, \text{м}^3 \]
Найдём массу серебра \( m \): Плотность серебра составляет примерно \( 10 \, \text{г/см}^3 \) или \( 10^4 \, \text{кг/м}^3 \). \[ m = V \times \text{плотность} = 10 \, \text{см}^3 \times 10 \, \text{г/см}^3 = 100 \, \text{г} = 0.1 \, \text{кг} \]
Удельная теплоемкость серебра \( c \): Удельная теплоемкость серебра составляет приблизительно \( 0.24 \, \text{кДж/(кг \cdot °C)} \) или \( 240 \, \text{Дж/(кг \cdot °C)} \).
Определим изменение температуры \( \Delta T \): Предположим, что температура слитка была высокой, например, 100 °C. Тогда изменение температуры: \[ \Delta T = 100 \, °C - 20 \, °C = 80 \, °C \]
Теперь подставим все значения в формулу: \[ Q = mc\Delta T = 0.1 \, \text{кг} \times 240 \, \text{Дж/(кг \cdot °C)} \times 80 \, °C \] \[ Q = 0.1 \times 240 \times 80 = 1920 \, \text{Дж} \]
Таким образом, количество теплоты, выделяющееся при остывании раскаленного слитка серебра до 20 °C, составляет 1920 Дж.