1. Выучить определение удельной теплоты плавления и формулу Q = λm.
Реши задание на изображении
Сверь числа и знаки с фото.
Домашняя работа
Выучить определение удельной теплоты плавления и формулу \(Q = \lambda m\). Объяснить физический смысл: \(\lambda_{\text{льда}} = 3{,}34 \cdot 10^5\) Дж/кг — это количество теплоты для плавления 1 кг льда при 0 °C.
Почему при замерзании воды в пруду температура не опускается ниже 0 °C, пока есть лёд?
Какое количество теплоты выделится при кристаллизации 5 кг расплавленного железа (при температуре плавления 1539 °C)? (\(\lambda = 2{,}7 \cdot 10^5\) Дж/кг)
Кратко
Удельная теплота плавления \(\lambda\) — это количество теплоты, которое нужно для плавления \(1\) кг кристаллического вещества при температуре плавления: \[ Q=\lambda m. \] Для льда \(\lambda=3{,}34\cdot10^5\) Дж/кг. Это значит: чтобы расплавить \(1\) кг льда при \(0\) °C, надо затратить \(3{,}34\cdot10^5\) Дж. При замерзании \(1\) кг воды при \(0\) °C выделяется столько же теплоты.
Пока в пруду есть и вода, и лёд, температура смеси при нормальном давлении остаётся \(0\) °C. При отводе тепла часть воды кристаллизуется, и при этом выделяется теплота \(Q=\lambda m\). Она компенсирует охлаждение, поэтому температура не опускается ниже \(0\) °C, пока вся вода не замёрзнет. После этого лёд может охлаждаться ниже \(0\) °C.
При кристаллизации железа: \[ Q=\lambda m=2{,}7\cdot10^5\cdot5=13{,}5\cdot10^5=1{,}35\cdot10^6\ \text{Дж}. \]
Ответ: \(1{,}35\cdot10^6\) Дж, или \(1{,}35\) МДж \(=1350\) кДж.
Как понять
- \(\lambda\) показывает энергию фазового перехода для \(1\) кг вещества; единицы \(\text{Дж/кг}\).
- При плавлении теплота поглощается, при кристаллизации выделяется. По модулю расчёт одинаковый: \(Q=\lambda m\).
- В задаче с железом расплав уже находится при температуре плавления \(1539\) °C, поэтому учитывается только теплота кристаллизации, без дополнительного охлаждения.
- Проверка: \(\text{кг}\cdot\text{Дж/кг}=\text{Дж}\); \(2{,}7\cdot10^5\cdot5=1\,350\,000\) Дж.
