Сколько теплоты выделится при отвердевании 5 кг цинка, взятого при температуре его плавления, и дальнейшем охлаждении этого цинка до 20 °С? Срочно!!!!

Для того чтобы ответить на вопрос, необходимо учитывать несколько этапов: выделение теплоты при отвердевании (кристаллизации) цинка и его охлаждение до 20 °С. Рассмотрим эти этапы поочередно.

1. Выделение теплоты при отвердевании цинка

Цинк плавится при температуре 419,5 °С, поэтому, если цинк взят при температуре его плавления, то начнётся процесс его кристаллизации (отвердевания) при охлаждении до температуры ниже 419,5 °С. Когда металл переходит из жидкого состояния в твёрдое, выделяется теплота, которая называется теплотой кристаллизации.

Теплота кристаллизации для цинка составляет примерно 112 кДж/кг. Таким образом, для 5 кг цинка теплота, выделяющаяся при его кристаллизации, будет вычисляться по формуле:

где:

• $m$ — масса цинка (5 кг),
• $L_{\text{крист}}$ — удельная теплота кристаллизации цинка (112 кДж/кг).

Подставляем значения:

Таким образом, при отвердевании цинка выделится 560 кДж теплоты.

2. Охлаждение цинка до 20 °С

После того как цинк отвердился, его нужно охладить до 20 °С. Для этого используется удельная теплоёмкость цинка в твёрдом состоянии. Удельная теплоёмкость твёрдого цинка составляет около 0,388 кДж/кг·°С.

Для расчёта теплоты, выделяющейся при охлаждении, используется следующая формула:

где:

• $m$ — масса цинка (5 кг),
• $c$ — удельная теплоёмкость цинка (0,388 кДж/кг·°С),
• $\Delta T$ — изменение температуры (419,5 °С — 20 °С = 399,5 °С).

Подставляем значения:

Таким образом, при охлаждении цинка от температуры его плавления до 20 °С выделится 773,39 кДж теплоты.

3. Общая теплота

Теперь нужно сложить выделившуюся теплоту при кристаллизации и при охлаждении:

Итак, при отвердевании 5 кг цинка, взятого при температуре его плавления, и дальнейшем охлаждении до 20 °С выделится 1333,39 кДж теплоты.