Физика.Задачи на плавление и кристаллизацию веществ 1)Какое количество энергии необходимо, чтобы расплавить алюминий массой 600 грамм? Температура алюминия составляет 18 градусов Цельсия
2)Масса железной детали 400 грамм. Какое количество теплоты необходимо, чтобы расплавить эту деталь, если ее температура 10 градусов Цельсия?

Предыдущий
вопрос Следующий
вопрос

Для решения задач о плавлении и кристаллизации веществ необходимо использовать формулу для расчета количества теплоты, необходимого для изменения состояния вещества, а также учитывать теплоту плавления.

1) Для алюминия:

Температура плавления алюминия (T_p = 660 \, °C).Теплота плавления алюминия (L_{пл} = 397 \, \text{кДж/кг}) или (397 \, \text{Дж/g}).

Сначала рассчитаем количество теплоты, необходимое, чтобы поднять температуру алюминия до его температуры плавления (660 °C):

[
Q_1 = m \cdot c \cdot \Delta T
]

где:

(m = 600 \, g) (масса алюминия),(c = 0.9 \, \text{Дж/(г·°C)}) (удельная теплоемкость алюминия),(\Delta T = 660 - 18 = 642 \, °C) (изменение температуры).

Подставим значения:

[
Q_1 = 600 \, g \cdot 0.9 \, \text{Дж/(г·°C)} \cdot 642 \, °C
]
[
Q_1 = 600 \cdot 0.9 \cdot 642 = 345336 \, \text{Дж}
]

Теперь рассчитаем количество теплоты, необходимое для плавления алюминия:

[
Q2 = m \cdot L{пл}
]
[
Q_2 = 600 \, g \cdot 397 \, \text{Дж/g} = 238200 \, \text{Дж}
]

Общее количество теплоты (Q):

[
Q = Q_1 + Q_2 = 345336 \, \text{Дж} + 238200 \, \text{Дж} = 583536 \, \text{Дж}
]

Итак, необходимо около (583536 \, \text{Дж}) энергии, чтобы расплавить 600 г алюминия.

2) Для железной детали:

Температура плавления железа (T_p = 1538 \, °C).Теплота плавления железа (L_{пл} = 272 \, \text{кДж/кг}) или (272 \, \text{Дж/g}).

Сначала нужно увеличить температуру железной детали до температуры плавления:

[
Q_1 = m \cdot c \cdot \Delta T
]

где:

(m = 400 \, g),(c = 0.45 \, \text{Дж/(г·°C)}) (удельная теплоемкость железа),(\Delta T = 1538 - 10 = 1528 \, °C).

Подставим значения:

[
Q_1 = 400 \, g \cdot 0.45 \, \text{Дж/(г·°C)} \cdot 1528 \, °C
]
[
Q_1 = 400 \cdot 0.45 \cdot 1528 = 274560 \, \text{Дж}
]

Теперь рассчитаем количество теплоты, необходимое для плавления железа:

[
Q2 = m \cdot L{пл}
]
[
Q_2 = 400 \, g \cdot 272 \, \text{Дж/g} = 108800 \, \text{Дж}
]

Общее количество теплоты (Q):

[
Q = Q_1 + Q_2 = 274560 \, \text{Дж} + 108800 \, \text{Дж} = 383360 \, \text{Дж}
]

Итак, необходимо примерно (383360 \, \text{Дж}) энергии, чтобы расплавить 400 г железа.