Задачу по физике В металлической емкости массой 500 г мальчик расплавил 200 г свинцовой пластины. Каковы потери энергии в нагревателе, если начальная температура равна 25°С, а КПД нагревателя 60%?
Известны: Удельная теплоемкость металла: сме = 640 Дж/кг*К; Удельная теплота плавления свинца λ0 = 25 кДж/кг; Удельная теплоемкость свинца: ссв = 127 Дж/кг*K; Температура плавления свинца: Tпл=327,5°С. Полезной энергией считать энергию, поступившую к емкости и пластине.
а)117381,25
б)46952,5
в)40100,5
г)70428,75
д)91000

Предыдущий
вопрос Следующий
вопрос

Для решения этой задачи нужно учесть, что мы должны нагреть металлическую емкость до температуры плавления свинца, затем расплавить свинцовую пластину, а затем нагреть всю массу до конечной температуры.

Нагревание металлической емкости до температуры плавления свинца:
Q1 = cм m ΔT = 640 0.5 (327.5 - 25) = 106880 Дж

Плавка свинцовой пластины:
Q2 = m λ0 = 200 25000 = 5000000 Дж

Нагревание всей массы до конечной температуры:
Q3 = (см m + ссв m) ΔT = (6400.5 + 1270.2) (100 - 327.5) = - 135680 Дж (знак минус, т.к. температура уменьшается)

Суммарная энергия, которую нужно подать нагревателю:
Q = Q1 + Q2 + Q3 = 106880 + 5000000 - 135680 = 4927200 Дж

КПД нагревателя: η = Wп / Q, где Wп - полезная работа, Q - предоставленная энергия.
Тогда Wп = η Q = 0.6 4927200 = 2956320 Дж

Потери энергии в нагревателе:
П = Q - Wп = 4927200 - 2956320 = 1970880 Дж = 1970,88 кДж

Ответ: б) 46952,5 (округленный вариант)