Какая энергия выделится при отвердевании 2,5 кг серебра, взятого при температуре плавления, и его дальнейшем охлаждении до 160 градусов?

Для ответа на этот вопрос нам нужно рассчитать два вида энергии:

1. Энергия, выделяющаяся при отвердевании серебра.

2. Энергия, выделяющаяся при охлаждении серебра от температуры плавления до 160 градусов Цельсия.

1. Энергия, выделяющаяся при отвердевании серебра:

Сначала определим, сколько энергии выделяется при отвердевании серебра, то есть при переходе из жидкой фазы в твердую. Для этого используется сила кристаллизации.

Сила кристаллизации серебра $Q_1$ рассчитывается по формуле:

где:

• $m = 2,5 \, \text{кг}$ — масса серебра,

• $L_f = 1{,}05 \cdot 10^5 \, \text{Дж/кг}$ — удельная теплота кристаллизации серебра.

Подставляем данные:

Итак, энергия, выделяющаяся при отвердевании серебра, составляет $2{,}625 \cdot 10^5 \, \text{Дж}$.

2. Энергия, выделяющаяся при охлаждении серебра:

Для того чтобы рассчитать, сколько энергии выделится при охлаждении серебра от температуры плавления (961,78°C) до 160°C, нужно использовать формулу для тепла, выделяющегося при изменении температуры:

где:

• $m = 2{,}5 \, \text{кг}$,

• $c = 0{,}24 \, \text{кДж/кг·°C}$ — удельная теплоемкость серебра,

• $\Delta T = T_{\text{нач}} - T_{\text{кон}} = 961{,}78°C - 160°C = 801{,}78°C$.

Теперь подставим данные:

Общая энергия:

Теперь, чтобы найти общую энергию, нужно сложить энергии, выделяющиеся при отвердевании и охлаждении серебра:

Таким образом, общая энергия, выделяющаяся при отвердевании и охлаждении 2,5 кг серебра, составляет 7,44 $\cdot 10^5$ Дж.