какое количество теплоты передано при нагревании куска олова массой 400 г от 20 до 232°С?

Задача разбираемая по этапам: нагрев куска олова массой 400 г от 20°C до 232°C включает три части:

1. нагрев твердого олова до точки плавления (примерно до 231,93°C),
2. плавление твердого олова при этой температуре,
3. плавно нагрев жидкого олова от 231,93°C до 232°C.

Используем типовые значения теплоемкости и теплоты плавления олова:

• масса m = 400 g
• температура плавления Tm ≈ 231,93°C
• теплоёмкость твердого олова c_s ≈ 0,21 Дж/(г·°C)
• теплоёмкость жидкого олова c_l ≈ 0,23 Дж/(г·°C)
• теплота плавления L_f ≈ 59 Дж/г (или ≈ 7,0 кДж/моль; для массы 400 г это 400 × 59 Дж)

Расчёты по шагам:

1. Нагрев твердого олова от 20°C до Tm: Q1 = m · c_s · (Tm − 20) ≈ 400 г × 0,21 Дж/(г·°C) × (231,93 − 20)°C ≈ 400 × 0,21 × 211,93 ≈ 17 800 Дж (≈ 17,8 кДж)

2. Плавление: Q2 = m · L_f ≈ 400 г × 59 Дж/г ≈ 23 600 Дж (≈ 23,6 кДж)

3. Нагрев жидкого олова от Tm до 232°C: Q3 = m · c_l · (232 − Tm) ≈ 400 г × 0,23 Дж/(г·°C) × (232 − 231,93)°C ≈ 400 × 0,23 × 0,07 ≈ 6,4 Дж

Итого теплота, переданная куску олова: Q = Q1 + Q2 + Q3 ≈ 17 800 Дж + 23 600 Дж + 6,4 Дж ≈ 41 400 Дж

Ответ: примерно 4.14 × 10^4 Дж (или около 41 kДж).

Примечание:

• результат зависит от точных значений c_s, c_l и L_f. В большинстве источников их можно принять как приблизительно: c_s ≈ 0,21 Дж/(г·°C), c_l ≈ 0,23 Дж/(г·°C), L_f ≈ 59 Дж/г. При других значениях ответ будет близким (разница незначительна для школьной задачи).