Чтобы определить количество теплоты, необходимое для плавления оловянного слитка, необходимо рассчитать два этапа: сначала нужно нагреть слиток до температуры плавления, а затем расплавить его.
- Нагревание до температуры плавления:
Формула для расчета количества теплоты, необходимого для нагрева вещества:
\[ Q_1 = m \cdot c \cdot (t_2 - t_1) \]
где:
- \( Q_1 \) — количество теплоты (Дж),
- \( m \) — масса оловянного слитка (кг),
- \( c \) — удельная теплоемкость олова (Дж/кг·°C),
- \( t_2 \) — температура плавления (°C),
- \( t_1 \) — начальная температура (°C).
Подставим известные значения:
- \( m = 5,00 \) кг,
- \( c = 250 \) Дж/кг·°C,
- \( t_1 = 210 \) °C,
- \( t_2 = 232 \) °C.
Найдём разность температур:
\[ t_2 - t_1 = 232 - 210 = 22 \, °C \]
Теперь подставим значения в формулу:
\[ Q_1 = 5,00 \, кг \cdot 250 \, Дж/кг·°C \cdot 22 \, °C \]
\[ Q_1 = 5,00 \cdot 250 \cdot 22 \]
\[ Q_1 = 5,00 \cdot 5500 = 27500 \, Дж \]
- Плавление оловянного слитка:
Количество теплоты, необходимое для плавления, рассчитывается по формуле:
\[ Q_2 = m \cdot L \]
где:
- \( Q_2 \) — количество теплоты на плавление (Дж),
- \( L \) — удельная теплота плавления (Дж/кг).
Удельная теплота плавления олова \( L = 60,3 \, кДж/кг = 60300 \, Дж/кг \) (преобразуем кДж в Дж).
Теперь подставим значения в формулу:
\[ Q_2 = 5,00 \, кг \cdot 60300 \, Дж/кг \]
\[ Q_2 = 301500 \, Дж \]
- Общее количество теплоты:
Теперь, чтобы получить общее количество теплоты, необходимо сложить \( Q_1 \) и \( Q_2 \):
\[ Q_{total} = Q_1 + Q_2 \]
\[ Q_{total} = 27500 \, Дж + 301500 \, Дж \]
\[ Q_{total} = 329000 \, Дж \]
Таким образом, количество теплоты, необходимое для расплавления оловянного слитка, составляет 329000 Дж.