Давайте разберемся по шагам, как решить задачу.
Дано:
- Масса свинца, ( m_{Pb} = 133,г = 0,133,кг )
- Масса бензина, ( m_{benz} = 12,г = 0,012,кг )
- Начальная температура свинца, ( T_{нач} = 19^\circ C )
- Температура плавления свинца, ( T_{плавл} = 327^\circ C )
- Удельная теплоемкость свинца, ( c_{Pb} = 130,Дж/(кг \cd°, C) )
- Удельная теплота плавления свинца, ( L_{плавл} = 0,25 \times 10^5,Дж/кг = 25000,Дж/кг )
- Удельная теплота сгорания бензина, ( q_{c} = 47 \times 10^6,Дж/кг )
Шаг 1: Вычисление энергии, необходимой для нагрева свинца до температуры плавления
Используем формулу:
[ Q_1 = m_{Pb} \times c_{Pb} \times \Delta T ]
где
[ \Delta T = T_{плавл} - T_{нач} = 327 - 19 = 308^\circ C ]
Подставим значения:
[ Q_1 = 0,133 \times 130 \times 308 ]
Вычислим:
[ 130 \times 308 = 40040 ]
Тогда:
[ Q_1 = 0,133 \times 40040 \approx 5325.32,Дж ]
Шаг 2: Вычисление энергии для плавления свинца
Используем формулу:
[ Q_2 = m_{Pb} \times L_{плавл} ]
[ Q_2 = 0,133 \times 25000 = 3325,Дж ]
Шаг 3: Общая энергия, необходимая для превращения свинца в жидкое состояние при заданных условиях:
[ Q_{свч} = Q_1 + Q_2 ]
[ Q_{свч} = 5325.32 + 3325 \approx 8650.32,Дж ]
Шаг 4: Энергия, выделенная при сгорании бензина
Объем энергии, полученной из сгорания бензина:
[ Q_{бенз} = m_{benz} \times q_{c} ]
[ Q_{бенз} = 0,012 \times 47 \times 10^{6} = 0,012 \times 47,000,000 ]
[ Q_{бенз} = 564,000,Дж ]
Шаг 5: Рассеянная энергия
Поскольку ( Q_{бенз} ) значительно превышает энергию, затраченную на нагрев и плавление свинца, всю необходимую энергию для состояния свинца получил за счет сгорания бензина.
Рассеянная энергия — это разница между энергией, выделенной бензином, и энергией, использованной свинцом (для нагрева и плавления):
[ Q_{рассея} = Q_{бенз} - Q_{свч} ]
[ Q_{рассея} = 564,000 - 8,650.32 \approx 555,349.68,Дж ]
Шаг 6: Перевод в кДж и округление
[ 1,\text{kДж} = 1000,Дж ]
[ Q_{рассея} = \frac{555,349.68}{1000} \approx 555.3, \text{kДж} ]
Итог
Рассеянная энергия примерно равна 555,3 кДж.
Если есть еще вопросы или нужна помощь с другими задачами — обращайтесь!