Прошу помочь решить задачу по физике (чем быстрее тем лучше зарание спасибо ) Какое количество энергии потребуется для того чтобы свинец массой 15 кг , взятый при температуре 18 С градусов Цельсия , расплавить , полученную жидкость нагретой до кипячения испарить , а затем нагреть на 2500 градусов ?

Предыдущий
вопрос Следующий
вопрос

Для решения этой задачи нам нужно рассмотреть несколько этапов, которые нужно пройти с помощью свинца, и рассчитать количество энергии, необходимое для каждого из этих этапов.

Нагрев свинца от 18 °C до точки плавления:

Температура плавления свинца (T_{п} = 327,5 \, °C).Используем удельную теплоемкость свинца (c_{св} \approx 0,128 \, \text{кДж/(кг·°C)}).

[
Q1 = m \cdot c{св} \cdot \Delta T = 15 \, \text{кг} \cdot 0,128 \, \text{кДж/(кг·°C)} \cdot (327,5 - 18) = 15 \cdot 0,128 \cdot 309,5
]
[
Q_1 \approx 15 \cdot 0,128 \cdot 309,5 \approx 596,5 \, \text{кДж}
]

Плавление свинца:

Удельная теплота плавления свинца (L_{п} \approx 24 \, \text{кДж/кг}).

[
Q2 = m \cdot L{п} = 15 \, \text{кг} \cdot 24 \, \text{кДж/кг} = 360 \, \text{кДж}
]

Нагрев расплавленного свинца до точки кипения:

Температура кипения свинца (T_{к} = 1740 \, °C).

[
Q3 = m \cdot c{св} \cdot \Delta T = 15 \, \text{кг} \cdot 0,128 \, \text{кДж/(кг·°C)} \cdot (1740 - 327,5)
]
[
Q_3 \approx 15 \cdot 0,128 \cdot 1412,5 \approx 2727,9 \, \text{кДж}
]

Испарение свинца:

Удельная теплота парообразования свинца (L_{г} \approx 860 \, \text{кДж/кг}).

[
Q4 = m \cdot L{г} = 15 \, \text{кг} \cdot 860 \, \text{кДж/кг} = 12900 \, \text{кДж}
]

Нагрев паров свинца на 2500 °C:

Температура паров свинца на которую нужно нагреть: (T_{фин} = 2500 + 1740 = 4240 \, °C).

Используем для нагрева паров свинца удельную теплоемкость: (c_{г} \approx 0,165 \, \text{кДж/(кг·°C)}).

[
Q5 = m \cdot c{г} \cdot \Delta T = 15 \, \text{кг} \cdot 0,165 \, \text{кДж/(кг·°C)} \cdot (4240 - 1740)
]
[
Q_5 \approx 15 \cdot 0,165 \cdot 2500 \approx 6187,5 \, \text{кДж}
]

Теперь сложим все полученные значения:

[
Q_{total} = Q_1 + Q_2 + Q_3 + Q_4 + Q_5 \approx 596,5 + 360 + 2727,9 + 12900 + 6187,5
]

[
Q_{total} \approx 19971,9 \, \text{кДж}
]

Таким образом, общее количество энергии, необходимое для выполнения всех этапов, составляет примерно 19972 кДж.