Как изменяется внутренняя энергия вещества массой 4,2 кг, которое сначала кристаллизуется при температуре 232°С, а затем охлаждается до 32°С? Рассчитай, на сколько изменяется внутренняя энергия при этих процессах, используя следующие справочные данные: удельная теплота плавления вещества — 5,9 * 10^5 Дж/кг, удельная теплоёмкость вещества — 230 Дж/(кг * °С), температура плавления вещества — 232°С. Ответ округли до целых.

Физика 10 класс Внутренняя энергия и теплообмен внутренняя энергия кристализация охлаждение удельная теплота плавления Теплоёмкость температура плавления физика расчет энергии Новый

Давайте вместе разберемся с этим интересным вопросом! Мы имеем вещество массой 4,2 кг, которое сначала кристаллизуется, а затем охлаждается. Нам нужно рассчитать, как изменяется его внутренняя энергия. Это очень увлекательно!

Шаг 1: Кристаллизация

• При кристаллизации вещество выделяет тепло. Для этого процесса мы используем удельную теплоту плавления.
• Удельная теплота плавления: 5,9 * 10^5 Дж/кг.
• Изменение внутренней энергии при кристаллизации можно найти по формуле: Q1 = m * L, где:
  • m = 4,2 кг
  • L = 5,9 * 10^5 Дж/кг

Подставим значения:

Q1 = 4,2 кг 5,9 10^5 Дж/кг = 2473800 Дж.

Это количество энергии выделяется при кристаллизации. Поскольку энергия выделяется, мы берем его со знаком минус:

Q1 = -2473800 Дж.

Шаг 2: Охлаждение

• Теперь давайте рассчитаем изменение внутренней энергии при охлаждении от 232°С до 32°С.
• Для этого процесса используем удельную теплоемкость:
• Удельная теплоемкость: 230 Дж/(кг * °С).
• Изменение внутренней энергии при охлаждении можно найти по формуле: Q2 = m * c * ΔT, где:
  • ΔT = Tнач - Tкон = 232°С - 32°С = 200°С
  • m = 4,2 кг
  • c = 230 Дж/(кг * °С)

Теперь подставим значения:

Q2 = 4,2 кг 230 Дж/(кг °С) * 200°С = 193200 Дж.

Эта энергия также выделяется, поэтому мы берем ее со знаком минус:

Q2 = -193200 Дж.

Шаг 3: Общая измененная внутренняя энергия

• Теперь мы можем найти общее изменение внутренней энергии:
• ΔU = Q1 + Q2

Подставим значения:

ΔU = -2473800 Дж - 193200 Дж = -2667000 Дж.

Итак, внутренняя энергия вещества изменяется на -2667000 Дж! Это просто потрясающе, как физика объясняет такие процессы!