Давайте решим задачу пошагово, чтобы понять, как найти количество теплоты, необходимое для плавления свинца.
Дано:
- Масса свинца, m = 2 кг
- Начальная температура, t₁ = 27 °C
- Температура плавления свинца, t₂ = 327 °C (так как температуру плавления свинца обычно считают около 327 °C)
- Удельная теплоемкость свинца, c = 130 Дж/(кг·°С)
- Удельная теплота плавления, λ = 25 кДж/кг
Задача разделена на два этапа:
- Нагревание свинца от 27 °C до температуры плавления
- Плавление свинца
Шаг 1: Нагревание свинца до температуры плавления
Формула для количества теплоты при нагревании:
[ Q_1 = m \times c \times \Delta t ]
где:
- ( \Delta t = t_2 - t_1 = 327 °C - 27 °C = 300 °C )
Подставим значения:
[ Q_1 = 2, \text{кг} \times 130, \text{Дж/(кг·°С)} \times 300, \text{°С} ]
[ Q_1 = 2 \times 130 \times 300 = 78,000, \text{Дж} ]
Шаг 2: Плавление свинца
Количество теплоты для плавления:
[ Q_2 = m \times \lambda ]
Обратите внимание, что λ дано в кДж/кг, а ( Q_1 ) в Дж, поэтому переведем λ в Дж/кг:
[ \lambda = 25, \text{кДж/кг} = 25, 000, \text{Дж/кг} ]
Тогда:
[ Q_2 = 2, \text{кг} \times 25, 000, \text{Дж/кг} = 50, 000, \text{Дж} ]
Шаг 3: Общая теплота
Общая тепловая энергия:
[ Q_{\text.total} = Q_1 + Q_2 ]
[ Q_{\text.total} = 78,000 + 50,000 = 128,000, \text{Дж} ]
Переведем в кДж:
[ 128,000, \text{Дж} = 128, \text{кДж} ]
Ответ:
Необходимо 128 кДж теплоты.
Если нужно — могу дать ответ кратко или более подробно объяснить каждый шаг.