Вопрос задан 20.06.2025 в 12:15. Предмет Физика. Спрашивает Журавлёв Артём.

Свинец массой 100 г охлаждается от температуры 427 °С до температуры плавления, отвердевает и охлаждается до температуры 27 °С. На сколько при этом уменьшается его внутренняя энергия? (Температура плавления свинца 327 °С, удельная теплота плавления свинца 24700 Дж/кг, удельная теплоёмкость свинца в твёрдом состоянии принять равной 130 Дж/(кг·°С), а в жидком – 170 Дж/(кг·°С)).

Перейти к ответам

Ответы на вопрос

Отвечает Малышев Матвей.

Для изменения внутренней энергии учтём три этапа:

  1. Охлаждение жидкого свинца от 427 °C до температуры плавления 327 °C

Q1=mcжидк.ΔT=(0,100 кг)(170 Дж/(кг\cdotp°C))(427327)°C=0,100×170×100=1,70×103 ДжQ_{1}=mc_{\text{жидк.}}\Delta T =(0{,}100\ \text{кг})(170\ \text{Дж/(кг·°C)})(427-327)\,°C =0{,}100\times170\times100 =1{,}70\times10^{3}\ \text{Дж}
  1. Кристаллизация при 327 °C

Q2=mL=(0,100 кг)(24700 Дж/кг)=2,47×103 ДжQ_{2}=mL =(0{,}100\ \text{кг})(24 700\ \text{Дж/кг}) =2{,}47\times10^{3}\ \text{Дж}
  1. Охлаждение твёрдого свинца от 327 °C до 27 °C

Q3=mcтвёрд.ΔT=(0,100 кг)(130 Дж/(кг\cdotp°C))(32727)°C=0,100×130×300=3,90×103 ДжQ_{3}=mc_{\text{твёрд.}}\Delta T =(0{,}100\ \text{кг})(130\ \text{Дж/(кг·°C)})(327-27)\,°C =0{,}100\times130\times300 =3{,}90\times10^{3}\ \text{Дж}
  1. Суммарное изменение внутренней энергии

ΔU=(Q1+Q2+Q3)=(1,70+2,47+3,90)×103 Дж=8,07×103 Дж\Delta U = -(Q_{1}+Q_{2}+Q_{3}) =-(1{,}70+2{,}47+3{,}90)\times10^{3}\ \text{Дж} =-8{,}07\times10^{3}\ \text{Дж}

Отрицательный знак означает уменьшение внутренней энергии.

Ответ: внутренняя энергия свинца уменьшится на 8,1 кДж (≈ 8,07 кДж).

Похожие вопросы

Топ вопросов за вчера в категории Физика

Последние заданные вопросы в категории Физика

Задать вопрос