Сколько энергии приобретет при плавлении брусок из цинка массой 300г, взятый при температуре 10°С?

Ответы на вопрос

Отвечает Жинь Дима.

Чтобы ответить на этот вопрос, нужно учесть несколько этапов процесса нагревания и плавления цинка. Мы разделим процесс на два этапа:

Масса цинка $m = 300 \, \text{г} = 0.3 \, \text{кг}$ ,
Начальная температура $t_{\text{нач}} = 10^\circ \text{C}$ ,
Температура плавления цинка $t_{\text{пл}} = 419.5^\circ \text{C}$ ,
Удельная теплоёмкость цинка $c = 390 \, \text{Дж/(кг·°C)}$ ,
Удельная теплота плавления цинка $\lambda = 112 \, \text{кДж/кг} = 112\,000 \, \text{Дж/кг}$ .

Тепло, необходимое для нагрева, рассчитывается по формуле:

Q_1 = c \cdot m \cdot (t_{\text{пл}} - t_{\text{нач}})

Подставляем значения:

Q_1 = 390 \, \text{Дж/(кг·°C)} \cdot 0.3 \, \text{кг} \cdot (419.5^\circ \text{C} - 10^\circ \text{C})

Q_1 = 390 \cdot 0.3 \cdot 409.5 = 47\,956.5 \, \text{Дж}

Тепло, необходимое для плавления, рассчитывается по формуле:

Q_2 = \lambda \cdot m

Подставляем значения:

Q_2 = 112\,000 \, \text{Дж/кг} \cdot 0.3 \, \text{кг}

Q_2 = 33\,600 \, \text{Дж}

Общее количество энергии — это сумма тепла на нагревание и плавление:

Q_{\text{общ}} = Q_1 + Q_2

Q_{\text{общ}} = 47\,956.5 \, \text{Дж} + 33\,600 \, \text{Дж} = 81\,556.5 \, \text{Дж}

Для нагревания и плавления бруска цинка массой 300 г, взятого при температуре 10°C, потребуется 81 556,5 Дж энергии (или примерно 81,6 кДж).

Ответы на вопрос