Для определения количества теплоты, которое передали куску меди, нам необходимо рассмотреть два этапа: нагрев меди от начальной температуры до температуры плавления и плавление меди.
- Нагрев меди до точки плавления:
Для этого этапа используем формулу:
\[ Q_1 = m \cdot c \cdot \Delta T \]
где:
- \(Q_1\) — количество теплоты, необходимое для нагрева,
- \(m\) — масса меди (в килограммах),
- \(c\) — удельная теплоемкость меди (приблизительно \(c \approx 385 \, \text{Дж/(кг·°C)}\)),
- \(\Delta T\) — изменение температуры.
Поскольку у нас куска меди массой 0,3 кг, начальная температура 913 °C, а конечная температура 1083 °C, изменение температуры будет равно:
\[ \Delta T = 1083 - 913 = 170 \, °C \]
Подставим значения:
\[ Q_1 = 0,3 \, \text{кг} \cdot 385 \, \text{Дж/(кг·°C)} \cdot 170 \, °C \]
Теперь вычислим \(Q_1\):
\[ Q_1 = 0,3 \cdot 385 \cdot 170 \approx 0,3 \cdot 65450 \approx 19635 \, \text{Дж} \]
- Плавление меди:
Используем формулу для определения количества тепла, необходимого для плавления:
\[ Q_2 = m_f \cdot L_f \]
где:
- \(Q_2\) — количество теплоты, необходимое для плавления,
- \(m_f\) — масса расплавленной меди (в килограммах),
- \(L_f\) — удельная теплота плавления меди (приблизительно \(L_f \approx 200 \, \text{кДж/кг}\) или \(L_f \approx 200000 \, \text{Дж/кг}\)).
Масса расплавленной меди \(m_f = 190 \, \text{г} = 0,19 \, \text{кг}\).
Подставляем значения:
\[ Q_2 = 0,19 \, \text{кг} \cdot 200000 \, \text{Дж/кг} = 38000 \, \text{Дж} \]
- Общее количество теплоты:
Теперь суммируем количество теплоты из двух этапов:
\[ Q_{\text{total}} = Q_1 + Q_2 = 19635 \, \text{Дж} + 38000 \, \text{Дж} = 57635 \, \text{Дж} \]
Итак, общее количество теплоты, которое передали куску меди, составляет приближительно 57635 Дж.