Какое количество теплоты необходимо для расплавления 1 кг железа взятого при температуре 20С?

Для определения количества теплоты, необходимого для расплавления 1 кг железа, взятого при температуре 20 °C, нужно учитывать два этапа:

1. Нагревание железа от 20 °C до температуры плавления.
2. Расплавление железа при температуре плавления.

Давайте разберём каждый этап.

1. Нагревание железа до температуры плавления

Температура плавления железа составляет $T_{\text{плавления}} = 1538 \, \degree C$. Для нагревания железа используется формула:

где:

• $Q_1$ — количество теплоты для нагревания (Дж),
• $m$ — масса железа ($1 \, \text{кг}$),
• $c$ — удельная теплоёмкость железа ($450 \, \text{Дж/(кг} \cdot \degree \text{C})$),
• $\Delta T$ — изменение температуры ($T_{\text{плавления}} - T_{\text{начальная}} = 1538 - 20 = 1518 \, \degree C$).

Подставим значения:

2. Расплавление железа

Для расплавления железа используется удельная теплота плавления ($\lambda$), которая для железа равна $272 \cdot 10^3 \, \text{Дж/кг}$. Количество теплоты определяется формулой:

где:

• $Q_2$ — количество теплоты для плавления (Дж),
• $m$ — масса ($1 \, \text{кг}$),
• $\lambda$ — удельная теплота плавления.

Подставим значения:

Итоговое количество теплоты

Суммируем оба этапа:

Ответ

Для нагрева и расплавления 1 кг железа, взятого при температуре 20 °C, потребуется 955100 Дж или 955,1 кДж.