Сколько нужно сжечь каменного угля в печи чтобы расплавить 5 кг железа взятого при температуре 20 градусов.потерями тепла пренебречь

Для начала, давайте разберем, сколько энергии потребуется для плавления 5 кг железа, начиная с температуры 20 градусов Цельсия. 1. **Нахождение нужной энергии для нагрева железа до точки плавления**: - Температура плавления железа составляет примерно 1538 градусов Цельсия. - Поэтому нужно поднять температуру железа с 20 до 1538 градусов, что составляет 1538 - 20 = 1518 градусов. 2. **Расчет тепла для нагрева и плавления**: - Удельная теплоемкость железа составляет примерно 0.45 Дж/(г·К). - Масса железа в граммах: 5 кг = 5000 г. **Энергия для нагрева**: \[ Q_{\text{нагрев}} = m \cdot c \cdot \Delta T \] \[ Q_{\text{нагрев}} = 5000 \, \text{г} \cdot 0.45 \, \text{Дж/(г·К)} \cdot 1518 \, \text{К} \] \[ Q_{\text{нагрев}} \approx 3,414,300 \, \text{Дж} \] 3. **Энергия для плавления железа**: - Удельная теплота плавления железа составляет примерно 272 кДж/кг. - Для 5 кг железа: \[ Q_{\text{плавление}} = m \cdot L \] \[ Q_{\text{плавление}} = 5 \, \text{кг} \cdot 272 \, \text{кДж/кг} = 1360 \, \text{кДж} = 1,360,000 \, \text{Дж} \] 4. **Общая энергия**: \[ Q_{\text{общ}} = Q_{\text{нагрев}} + Q_{\text{плавение}} \] \[ Q_{\text{общ}} = 3,414,300 \, \text{Дж} + 1,360,000 \, \text{Дж} = 4,774,300 \, \text{Дж} \] Теперь, чтобы узнать, сколько каменного угля нужно сжечь для выделения этого количества энергии, примем, что при сгорании 1 кг каменного угля выделяется около 25 МДж (25,000,000 Дж). 5. **Расчет необходимого количества угля**: \[ m_{\text{уголь}} = \frac{Q_{\text{общ}}}{Q_{\text{уголь}}} \] \[ m_{\text{уголь}} = \frac{4,774,300 \, \text{Дж}}{25,000,000 \, \text{Дж/кг}} \] \[ m_{\text{уголь}} \approx 0.191 \, \text{кг} \] Таким образом, для плавления 5 кг железа, начиная с температуры 20 градусов Цельсия, потребуется приблизительно 0.191 кг каменного угля, пренебрегая потерями тепла.