Какое количество теплоты затрачено на расплавление 1 т железа , взятого при температуре 10°С?

Чтобы найти количество теплоты, затраченное на расплавление 1 тонны железа, нужно использовать формулу для расчета теплоты плавления:

$Q = m \cdot L_f$

где:

• $Q$ — количество теплоты, необходимое для плавления вещества (в джоулях),
• $m$ — масса вещества (в килограммах),
• $L_f$ — удельная теплота плавления (в джоулях на килограмм).

Шаг 1: Определим массу вещества

1 тонна (т) = 1000 кг, значит, масса железа $m = 1000$ кг.

Шаг 2: Узнаем удельную теплоту плавления железа

Для железа удельная теплота плавления $L_f$ составляет примерно 247 кДж/кг.

Шаг 3: Рассчитаем количество теплоты

Теперь подставляем данные в формулу:

Или 247 МДж (мегаджоулей).

Шаг 4: Учет температуры

В данном случае температура железа до плавления составляет 10°C. Однако, поскольку температура плавления железа примерно 1538°C, для расплавления железа потребуется еще энергия на подогрев вещества до температуры плавления, что тоже нужно учесть.

Количество теплоты для подогрева можно рассчитать по формуле:

где:

• $c$ — удельная теплоемкость железа (около 0,45 кДж/кг·°C),
• $\Delta T$ — изменение температуры, то есть 1538°C - 10°C = 1528°C.

Подставляем данные:

Теперь, общее количество теплоты, которое потребуется для нагрева и плавления железа, будет равно сумме энергии на подогрев и энергии на плавление:

Таким образом, для расплавления 1 тонны железа, взятого при температуре 10°C, потребуется около 247688,2 кДж энергии.