Какое количество теплоты надо передать свинцовому бруску массой 2 кг взятому при температуре 27°, чтобы расплавить его
Для того чтобы рассчитать количество теплоты, необходимое для плавления свинцового бруска, нам нужно учесть несколько параметров: массу свинца, начальную и конечную температуры, а также теплоту плавления свинца.
Исходные данные:
- Масса свинца (m) = 2 кг
- Начальная температура (T₁) = 27°C
- Температура плавления свинца (Tₗ) = 327°C (приблизительно)
- Теплота плавления свинца (L) ≈ 25 кДж/кг
Расчет количества теплоты.
Чтобы расплавить свинец, необходимо сначала довести его до температуры плавления, а затем использовать теплоту плавления, чтобы превратить его из твердого состояния в жидкое. Расчет можно разбить на два этапа:
Этап 1: Нагрев свинца от 27°C до 327°C
Для этого воспользуемся формулой: \[ Q_1 = m \cdot c \cdot \Delta T \] где \(c\) — удельная теплоемкость свинца (приблизительно 0,128 кДж/кг·°C), а \(\Delta T\) — изменение температуры.\[ \Delta T = Tₗ - T₁ = 327°C - 27°C = 300°C \] Подставляем всё в формулу: \[ Q_1 = 2 \, \text{кг} \cdot 0,128 \, \text{кДж/кг·°C} \cdot 300 \, °C \] \[ Q_1 = 2 \cdot 0,128 \cdot 300 = 76,8 \, \text{кДж} \]
Этап 2: Плавление свинца
Для этого используем теплоту плавления: \[ Q_2 = m \cdot L \] \[ Q_2 = 2 \, \text{кг} \cdot 25 \, \text{кДж/кг} = 50 \, \text{кДж} \]
- Общее количество теплоты: Теперь складываем количество теплоты из обоих этапов: \[ Q_{\text{total}} = Q_1 + Q_2 = 76,8 \, \text{кДж} + 50 \, \text{кДж} = 126,8 \, \text{кДж} \]
Таким образом, для расплавления свинцового бруска массой 2 кг, взятого при температуре 27°, необходимо передать около 126,8 кДж теплоты.
