Сталь получают при плавлении железного лома в мартеновских печах. Какая энергия требуется для плавления железного лома массой 5 т, имеющего температуру 10 ˚С Температуру плавления стали принять 1460˚С.

Чтобы определить, сколько энергии потребуется для плавления железного лома массой 5 тонн, нужно учесть несколько этапов:

1. Подогрев железного лома до температуры плавления стали (1460˚С)
2. Плавление самого лома

Для расчета тепловой энергии используем две формулы:

1. Формула для расчета энергии нагрева до температуры плавления:

   $Q_1 = mc \Delta T$,

   где:

   • $m$ — масса железного лома, 5000 кг (5 тонн),
   • $c$ — удельная теплоемкость железа (примем 460 Дж/(кг·°С)),
   • $\Delta T$ — разность температур от начальной до температуры плавления ($\Delta T = 1460^\circ C - 10^\circ C = 1450^\circ C$).

2. Формула для энергии плавления:

   $Q_2 = \lambda m$,

   где:

   • $\lambda$ — удельная теплота плавления железа, примем 270 000 Дж/кг.

Теперь подставим значения и рассчитаем каждый этап.

1. Расчет энергии для нагрева $Q_1$:

2. Расчет энергии для плавления $Q_2$:

Общая энергия $Q_{\text{общ}}$:

Таким образом, общая энергия, необходимая для нагрева и плавления железного лома массой 5 тонн при начальной температуре 10 °C и температуре плавления 1460 °C, составляет 4,685 × 10⁹ Дж.