Сколько энергии выделится при кристаллизации и охлаждении от температуры плавления до 27 градусов

Ответы на вопрос

Отвечает Минский Арсений.

Чтобы ответить на этот вопрос, нужно рассчитать энергию, которая выделяется в двух этапах:

Кристаллизация свинца — когда расплавленный свинец переходит в твёрдое состояние при температуре плавления.
Охлаждение твёрдого свинца от температуры плавления до 27 °C.

Объём свинцовой пластины:

V = 2\,\text{см} \times 5\,\text{см} \times 10\,\text{см} = 100\,\text{см}^3 = 0{,}0001\,\text{м}^3

Плотность свинца:

\rho = 11\,340\,\text{кг/м}^3

Масса:

m = \rho \times V = 11\,340 \times 0{,}0001 = 1{,}134\,\text{кг}

Удельная теплота кристаллизации свинца (при переходе из жидкого состояния в твёрдое):

q_{\text{кр}} = 24{,}5\,\text{кДж/кг}

Полная энергия, выделяющаяся при кристаллизации:

Q_{\text{кр}} = m \cdot q_{\text{кр}} = 1{,}134 \cdot 24{,}5 = 27{,}78\,\text{кДж}

Температура плавления свинца:

T_{\text{пл}} = 327\,^\circ\text{C}

Разность температур:

\Delta T = 327 - 27 = 300\,^\circ\text{C}

Удельная теплоёмкость твёрдого свинца:

c = 0{,}13\,\text{кДж/(кг·°C)}

Теплота, выделяющаяся при охлаждении:

Q_{\text{охл}} = m \cdot c \cdot \Delta T = 1{,}134 \cdot 0{,}13 \cdot 300 = 44{,}19\,\text{кДж}

Q_{\text{общ}} = Q_{\text{кр}} + Q_{\text{охл}} = 27{,}78 + 44{,}19 = 71{,}97\,\text{кДж}

При кристаллизации и последующем охлаждении свинцовой пластины от температуры плавления до 27 °C выделится примерно 72 кДж энергии.

Сколько энергии выделится при кристаллизации и охлаждении от температуры плавления до 27 градусов свинцовой пластины размером 2 на 5 на 10 сантиметров?