Чтобы определить количество теплоты, необходимое для плавления свинца, нужно учесть два этапа: нагревание свинца до температуры плавления и сам процесс плавления.
- Нагревание свинца до температуры плавления:
Формула для расчета количества теплоты, необходимого для нагревания, выглядит следующим образом:
\[ Q_1 = m \cdot c \cdot \Delta T \]
где:
- \( Q_1 \) — количество теплоты, необходимое для нагревания,
- \( m = 0,115 \, \text{кг} \) (масса свинца, переведенная из граммов в килограммы),
- \( c = 130 \, \text{Дж/(кг·°C)} \) — удельная теплоемкость свинца,
- \( \Delta T = T - T_0 = 327 - 20 = 307 \, \text{°C} \) — изменение температуры.
Теперь подставим значения в формулу:
\[ Q_1 = 0,115 \cdot 130 \cdot 307 \]
Вычислим \( Q_1 \):
\[ Q_1 = 0,115 \cdot 130 \cdot 307 = 4 710,55 \, \text{Дж} \]
- Плавление свинца:
Для расчета количества теплоты, необходимого для плавления, используем следующую формулу:
\[ Q_2 = m \cdot L \]
где:
- \( Q_2 \) — количество теплоты, необходимое для плавления,
- \( L = 24,3 \, \textкДж/кг = 24 300 \, \text{Дж/кг} \) — удельная теплота плавления свинца.
Теперь подставим значения:
\[ Q_2 = 0,115 \cdot 24 300 \]
Вычислим \( Q_2 \):
\[ Q_2 = 0,115 \cdot 24 300 = 2 794,5 \, \text{Дж} \]
- Общее количество теплоты:
Теперь сложим две температуры нагревания и плавления, чтобы получить общее количество теплоты:
\[ Q_{\text{total}} = Q_1 + Q_2 \]
Подставим найденные значения:
\[ Q_{\text{total}} = 4710,55 + 2794,5 = 7505,05 \, \text{Дж} \]
Округляя до целых, получаем:
\[ Q_{\text{total}} \approx 7505 \, \text{Дж} \]
Таким образом, количество теплоты, необходимое для плавления слитка свинца, составляет примерно 7505 Дж.