Чтобы рассчитать количество теплоты, необходимое для плавления свинцового грузила, требуется учитывать два этапа: нагревание свинца до его температуры плавления и собственно процесс плавления.
- Нагревание свинца от 20 °C до температуры плавления: Температура плавления свинца составляет примерно 327,5 °C.
Используем формулу:
[Q_1 = m \cdot c \cdot \Delta T]
где:
- (Q_1) — количество теплоты на нагревание,
- (m) — масса свинца (5 грамм = 0,005 кг),
- (c) — удельная теплоемкость свинца (приблизительно 0,128 Дж/(г·°C)),
- (\Delta T) — изменение температуры (327,5 °C - 20 °C = 307,5 °C).
Вставляем числа:
[Q_1 = 5 , \text{г} \cdot 0,128 , \text{Дж/(г·°C)} \cdot 307,5 , \text{°C}]
[Q_1 = 5 \cdot 0,128 \cdot 307,5 = 196,8 , \text{Дж}]
- Плавление свинца: Количество теплоты, необходимое для плавления, рассчитывается по формуле:
[Q_2 = m \cdot L]
где:
- (Q_2) — количество теплоты на плавление,
- (L) — теплота плавления свинца (приблизительно 24,7 Дж/г).
Вставляем числа:
[Q_2 = 5 , \text{г} \cdot 24,7 , \text{Дж/г} = 123,5 , \text{Дж}]
Теперь складываем оба полученных значения для нахождения общего количества теплоты:
[Q_{\text{общ}} = Q_1 + Q_2 = 196,8 , \text{Дж} + 123,5 , \text{Дж} = 320,3 , \text{Дж}]
Таким образом, для плавления свинцового грузила массой 5 граммов от 20 до 130 °C потребуется приблизительно 320,3 Дж теплоты.
