2. Какое количество теплоты потребуется, чтобы расплавить кусок меди массой 10 кг, если начальная температура куска меди равна 15°С? Температура плавления меди 1085°С. Удельная…
2. Какое количество теплоты потребуется, чтобы расплавить кусок меди массой 10 кг, если начальная температура куска меди равна 15°С? Температура плавления меди 1085°С. Удельная теплота плавления меди 2,1 х 105 Дж/кг, удельная теплоемкость 380 Дж/кг°С.
Чтобы рассчитать количество теплоты, необходимое для расплавления куска меди массой 10 кг, нужно учитывать два этапа:
- Нагрев меди до температуры плавления (1085 °C).
- Плавление меди при этой температуре.
Этап 1: Нагрев меди
Для того чтобы нагреть медь с 15 °C до 1085 °C, используем формулу:
\[ Q_1 = m \cdot c \cdot \Delta T \]
где:
- \( Q_1 \) — количество теплоты, необходимое для нагрева,
- \( m \) — масса меди (10 кг),
- \( c \) — удельная теплоемкость меди (380 Дж/кг·°C),
- \( \Delta T \) — изменение температуры (1085 °C - 15 °C = 1070 °C).
Теперь подставим значения:
\[ Q_1 = 10 \, \text{кг} \cdot 380 \, \text{Дж/кг·°C} \cdot 1070 \, \text{°C} \]
Вычислим:
\[ Q_1 = 10 \cdot 380 \cdot 1070 = 4,066,000 \, \text{Дж} \]
Этап 2: Плавление меди
Для плавления меди используем формулу:
\[ Q_2 = m \cdot L_f \]
где:
- \( Q_2 \) — количество теплоты, необходимое для плавления,
- \( L_f \) — удельная теплота плавления меди (2,1 × 10^5 Дж/кг).
Теперь подставим значения:
\[ Q_2 = 10 \, \text{кг} \cdot 2,1 \times 10^5 \, \text{Дж/кг} \]
Вычислим:
\[ Q_2 = 10 \cdot 210,000 = 2,100,000 \, \text{Дж} \]
Общая теплота
Теперь суммируем количество теплоты, необходимое для нагрева и плавления меди:
\[ Q_{\text{общ}} = Q_1 + Q_2 = 4,066,000 \, \text{Дж} + 2,100,000 \, \text{Дж} \]
\[ Q_{\text{общ}} = 6,166,000 \, \text{Дж} \]
Таким образом, общее количество теплоты, необходимое для расплавления куска меди массой 10 кг при начальной температуре 15 °C, составляет 6,166,000 Дж.
