Чтобы рассчитать количество теплоты, необходимое для нагрева олова до температуры плавления и полного его расплавления, необходимо выполнить несколько шагов.
- Нагревание олова до температуры плавления.
Сначала мы найдем количество теплоты, необходимое для нагрева олова от начальной температуры (t = 22 °C) до температуры плавления (tпл = 232 °C).
Формула для расчета количества теплоты при нагревании:
\[ Q_1 = mc \Delta T \]
где:
- \( Q_1 \) – количество теплоты,
- \( m \) – масса олова (1,4 кг),
- \( c \) – удельная теплоемкость олова (250 Дж/(кг·°C)),
- \( \Delta T \) – изменение температуры (tпл - t = 232 °C - 22 °C).
Сначала найдем \( \Delta T \):
\[ \Delta T = 232 - 22 = 210 \, °C \]
Теперь подставим все в формулу:
\[ Q_1 = 1,4 \, \text{кг} \times 250 \, \text{Дж/(кг·°C)} \times 210 \, °C \]
\[ Q_1 = 1,4 \times 250 \times 210 = 73500 \, \text{Дж} \]
- Плавление олова.
Следующим шагом найдем количество теплоты, необходимое для полного расплавления олова. Это можно рассчитывать по формуле:
\[ Q_2 = m L \]
где:
- \( Q_2 \) – количество теплоты, необходимое для плавления,
- \( m \) – масса олова (1,4 кг),
- \( L \) – удельная теплота плавления олова (6,03 × 10^4 Дж/кг).
Теперь подставим значения:
\[ Q_2 = 1,4 \, \text{кг} \times 6,03 \times 10^4 \, \text{Дж/кг} \]
\[ Q_2 = 1,4 \times 6,03 \times 10^4 = 84620 \, \text{Дж} \]
- Общее количество теплоты.
Теперь суммируем оба значения:
\[ Q_{\text{total}} = Q_1 + Q_2 \]
\[ Q_{\text{total}} = 73500 \, \text{Дж} + 84620 \, \text{Дж} \]
\[ Q_{\text{total}} = 158120 \, \text{Дж} \]
Таким образом, количество теплоты, необходимое для нагрева олова массой 1,4 кг от 22 °C до температуры плавления и полного его расплавления, составляет 158120 Дж.