Чтобы определить количество теплоты, выделившееся при кристаллизации и охлаждении свинца, необходимо рассмотреть два этапа:
- Кристаллизация свинца.
- Охлаждение свинца до температуры 17°C.
1. Кристаллизация свинца: Сначала свинец при температуре плавления (327°C) начинает кристаллизоваться. Удельная теплота плавления свинца составляет \( L = 2,47 \times 10^4 \, \text{Дж/кг} \).
Масса свинца \( m = 100 \, \text{г} = 0,1 \, \text{кг} \).
Количество теплоты, выделившееся при кристаллизации, можно вычислить по формуле: \[ Q_1 = m \cdot L \] \[ Q_1 = 0,1 \, \text{кг} \cdot 2,47 \times 10^4 \, \text{Дж/кг} = 2,47 \times 10^3 \, \text{Дж} \]
2. Охлаждение свинца до 17°C: После кристаллизации свинец необходимо охладить от 327°C до 17°C. Для этого используем удельную теплоёмкость свинца \( c = 1,02 \times 10^2 \, \text{Дж/(кг·°C)} \).
Температурная разница \( \Delta T = 327°C - 17°C = 310°C \).
Количество теплоты, выделившееся при охлаждении, можно вычислить по формуле: \[ Q_2 = m \cdot c \cdot \Delta T \] \[ Q_2 = 0,1 \, \text{кг} \cdot 1,02 \times 10^2 \, \text{Дж/(кг·°C)} \cdot 310 \, °C \] \[ Q_2 = 0,1 \cdot 1,02 \times 10^2 \cdot 310 \approx 3,16 \times 10^3 \, \text{Дж} \]
Общее количество теплоты: Теперь суммируем количество теплоты, выделившееся при кристаллизации и охлаждении: \[ Q_{\text{total}} = Q_1 + Q_2 \] \[ Q_{\text{total}} = 2,47 \times 10^3 \, \text{Дж} + 3,16 \times 10^3 \, \text{Дж} \approx 5,63 \times 10^3 \, \text{Дж} \]
Таким образом, общее количество теплоты, выделившееся при кристаллизации и охлаждении свинца до 17°C, составляет примерно \( 5630 \, \text{Дж} \).