Слиток цинка массой 2,5 кг расплавили при температуре плавления. Сколько теплоты передано цинку?

Ключевая идея: если слиток расплавили именно при температуре плавления, то вся переданная ему энергия идёт на плавление, изменение температуры отсутствует. Значит, используем только латентную теплоёмкость плавления.

Данные и параметры

• Масса слитка: m = 2,5 кг
• Молярная масса цинка: M(Zn) ≈ 65,38 г/моль = 0,06538 кг/моль
• Выдержанное значение скрытого тепла плавления Zn: ΔH_fus(Zn) ≈ 111–114 кДж/моль (обычно приводят примерно 112–114 кДж/моль)

Расчёты

1. Переведём массу в моли: n = m / M = 2,5 кг / 0,06538 кг/моль ≈ 38,2 моль

2. Сколько теплоты нужно на плавление: Q = n · ΔH_fus При среднем значении ΔH_fus ≈ 112 кДж/моль: Q ≈ 38,2 моль · 112 кДж/моль ≈ 4280 кДж ≈ 4,28 МДж

3. Погрешности в значении ΔH_fus:

   • При ΔH_fus ≈ 111 кДж/моль: Q ≈ 38,2 · 111 ≈ 4249 кДж
   • При ΔH_fus ≈ 114 кДж/моль: Q ≈ 38,2 · 114 ≈ 4359 кДж

Вывод Сколько теплоты передано цинку? Примерно 4,25–4,36 МДж (около 4,3 МДж). Точное значение зависит от выбранного значения латентного тепла плавления Zn (примерно 111–114 кДж/моль).