Задача по физике В электропечи мощностью 100 кВт полностью расплавили слиток стали за 2,3 часа. Какова масса слитка, если известно, что до начала плавления сталь необходимо было нагреть на 1500 °С? Потерями энергии пренебречь. (Удельная теплоёмкость стали — 500 Дж/(кг·°С), удельная теплота плавления стали — 84 кДж/кг.)

Предыдущий
вопрос Следующий
вопрос

Первоначально нужно рассчитать количество теплоты, необходимое для нагрева слитка стали до температуры плавления:

Q1 = m c ΔT

где m - масса слитка стали, c - удельная теплоемкость стали, ΔT - изменение температуры (1500 °C).

Q1 = m 500 Дж/(кг·°C) 1500 °C = 750000 * m Дж

Затем нужно рассчитать количество теплоты, необходимое для плавления стали:

Q2 = m * L

где L - удельная теплота плавления стали.

Q2 = m 84 кДж/кг = 84000 m Дж

Общее количество теплоты, необходимое для нагрева и плавления стали:

Q = Q1 + Q2

Q = 750000 m + 84000 m = 834000 * m Дж

Зная, что за 2,3 часа было выделено 100 кВт = 100000 Вт = 100000 Дж/с, можем рассчитать общее количество теплоты, выделенное за 2,3 часа:

Q = P * t

Q = 100000 Дж/с 2,3 3600 с = 82800000 Дж

Таким образом, мы можем решить уравнение:

834000 * m = 82800000

m = 82800000 / 834000 = 99,04 кг

Масса слитка стали составляет 99,04 кг.