Массасы 200г, температурасы 20°С нафталинді балқу нүктесіне дейін жеткізіп, оны балқыту үшін қанша жылу мөлшері қажет. (нафталиннің меншікті жылусыйымдылығы 1300 Дж/кг °С, балқу температурасы 80°С, меншікті балқу жылуы 150 кДж/кг
Нафталинді балқу нүктесіне жеткізу және оны балқыту үшін қажет жылу мөлшерін есептеу үшін, екі кезеңді қарастыруымыз керек:
- Нафталиннің температураны 20 °C-тан 80 °C-қа (балқу температурасы) дейін көтеру.
- Нафталинді балқыту.
1. Температураны көтеру
Нафталинді 20 °C-тан 80 °C-қа дейін қыздыру үшін қажет жылу мөлшерін \(Q_1\) мына формуламен есептейміз:
\[ Q_1 = m \cdot c \cdot \Delta T \]
мұндағы:
- \(m\) — нафталиннің массасы (кг);
- \(c\) — меншікті жылусыйымдылық (Дж/кг °C);
- \(\Delta T\) — температураның өзгеруі (°C).
Массасы 200 г-ды кг-ға айналдырайық:
\[ m = 200 \, \text{г} = 0.2 \, \text{кг} \]
Температураның өзгеруін есептейміз:
\[ \Delta T = 80 \, \text{°C} - 20 \, \text{°C} = 60 \, \text{°C} \]
Енді \(Q_1\) мәнін есептеу үшін формуланы қолданамыз:
\[ Q_1 = 0.2 \, \text{кг} \cdot 1300 \, \text{Дж/кг °C} \cdot 60 \, \text{°C} \] \[ Q_1 = 0.2 \cdot 1300 \cdot 60 = 15600 \, \text{Дж} \]
2. Балқыту
Нафталинді балқыту үшін қажет жылу мөлшерін \(Q_2\) мына формуламен есептейміз:
\[ Q_2 = m \cdot L_f \]
мұндағы:
- \(L_f\) — меншікті балқу жылуы (кДж/кг).
Меншікті балқу жылуын Дж-мен жазған кезде:
\[ L_f = 150 \, \text{кДж/кг} = 150000 \, \text{Дж/кг} \]
Енді \(Q_2\) мәнін есептейміз:
\[ Q_2 = 0.2 \, \text{кг} \cdot 150000 \, \text{Дж/кг} \] \[ Q_2 = 30000 \, \text{Дж} \]
Жиынтық жылу мөлшері
Жалпы қажетті жылу мөлшерін \(Q\) мына формуламен есептейміз:
\[ Q = Q_1 + Q_2 \]
\[ Q = 15600 \, \text{Дж} + 30000 \, \text{Дж} = 45600 \, \text{Дж} \]
Сондықтан, нафталинді балқу нүктесіне жеткізіп, оны балқыту үшін қажет жылу мөлшері 45600 Дж.
