Чтобы определить, какое количество теплоты потребуется для полного плавления свинца массой 0.4 кг, нужно учесть две вещи: сначала подогреть свинец до температуры плавления, а затем выполнить процесс плавления.
- Подогрев свинца до температуры плавления:
Температура свинца равно 17 °C, а температура плавления свинца - 327 °C. Прежде всего, определим, сколько теплоты потребуется для того, чтобы нагреть свинец от 17 °C до 327 °C.
Формула для вычисления необходимого количества теплоты ( Q_1 ) для нагрева:
[
Q_1 = m \cdot c \cdot \Delta T
]
где:
- ( m = 0.4 ) кг (масса свинца),
- ( c = 140 ) Дж/кг·°C (удельная теплоемкость свинца),
- ( \Delta T = 327 - 17 = 310 ) °C (изменение температуры).
Подставим значения в формулу:
[
Q_1 = 0.4 \cdot 140 \cdot 310
]
[
Q_1 = 0.4 \cdot 140 \cdot 310 = 17440 \text{ Дж}
]
- Плавление свинца:
Теперь рассчитаем количество теплоты ( Q_2 ), необходимое для плавления свинца. Формула для этого:
[
Q_2 = m \cdot L
]
где:
- ( L = 0.25 \times 10^5 = 25000 ) Дж/кг (удельная теплота плавления свинца),
- ( m = 0.4 ) кг.
Подставим значения:
[
Q_2 = 0.4 \cdot 25000 = 10000 \text{ Дж}
]
- Общее количество теплоты:
Теперь сложим оба значения, чтобы получить общее количество теплоты, необходимое для нагрева и плавления свинца:
[
Q_{total} = Q_1 + Q_2 = 17440 + 10000
]
[
Q_{total} = 27440 \text{ Дж}
]
Таким образом, для полного плавления свинца массой 0.4 кг при начальной температуре 17 °C потребуется 27440 Дж теплоты.