Для решения задачи давайте последовательно разберем этапы кристаллизации свинца и его охлаждения.
Кристаллизация свинца: Скорость выделения теплоты при кристаллизации рассчитывается по формуле: \[ Q_1 = m \cdot \lambda \] где:
- \( Q_1 \) — количество теплоты, выделившееся при кристаллизации,
- \( m = 0,1 \, \text{кг} \) (100 г),
- \( \lambda = 2,47 \times 10^4 \, \text{Дж/кг} \).
Подставляем значения: \[ Q_1 = 0,1 \, \text{кг} \cdot 2,47 \times 10^4 \, \text{Дж/кг} = 2470 \, \text{Дж}. \]
Охлаждение свинца до температуры 17 °C: При охлаждении свинца в пределах от температуры плавления (327 °C) до 17 °C нужно использовать формулу: \[ Q_2 = m \cdot c \cdot \Delta T, \] где:
- \( Q_2 \) — количество теплоты, выделившееся при охлаждении,
- \( c = 1,2 \times 10^2 \, \text{Дж/(кг°C)} \),
- \( \Delta T = T_{\text{нач}} - T_{\text{кон}} = 327 °C - 17 °C = 310 °C \).
Подставляем значения: \[ Q_2 = 0,1 \, \text{кг} \cdot 1,2 \times 10^2 \, \text{Дж/(кг°C)} \cdot 310 \, °C. \]
Сначала найдём произведение: \[ Q_2 = 0,1 \cdot 120 \cdot 310 = 3720 \, \text{Дж}. \]
Общее количество теплоты: Теперь складываем количество теплоты, выделившееся при кристаллизации и охлаждении: \[ Q_{\text{total}} = Q_1 + Q_2 = 2470 \, \text{Дж} + 3720 \, \text{Дж} = 6190 \, \text{Дж}. \]
Таким образом, общее количество теплоты, выделившееся при кристаллизации и охлаждении свинца до температуры 17 °C, составит 6190 Дж.