Как изменяется внутренняя энергия вещества массой 4,8 кг, которое сначала кристаллизуется при температуре 327 °C, а затем охлаждается до 27 °C? Учитывай, что удельная теплота плавления вещества составляет Дж/кг, а удельная теплоёмкость — 130 Дж/(кг · °C). Температура плавления вещества равна 327 °C. Какой будет ответ, округлённый до целых?

Физика 10 класс Термодинамика внутренняя энергия кристаллизация удельная теплота плавления Теплоёмкость изменение температуры физика расчет энергии Новый

Для решения задачи нам необходимо рассмотреть два этапа: кристаллизация вещества и его охлаждение. Давайте разберем каждый этап по порядку.

Этап 1: Кристаллизация вещества

Когда вещество кристаллизуется, его внутренняя энергия уменьшается, так как выделяется теплота. Для расчета количества теплоты, выделяющегося при кристаллизации, используем формулу:

Q1 = m * L

где:

• Q1 — количество теплоты, выделяющееся при кристаллизации;
• m — масса вещества (4,8 кг);
• L — удельная теплота плавления (значение не указано в задаче, предположим его значение, например, 200000 Дж/кг).

Подставим значения:

Q1 = 4,8 кг * 200000 Дж/кг = 960000 Дж.

Этап 2: Охлаждение кристаллизованного вещества

После кристаллизации вещество охлаждается с 327 °C до 27 °C. Для этого используем формулу для вычисления количества теплоты, отданного телом:

Q2 = m * c * ΔT

где:

• Q2 — количество теплоты, отданное при охлаждении;
• c — удельная теплоемкость (130 Дж/(кг · °C));
• ΔT — изменение температуры (327 °C - 27 °C = 300 °C).

Подставим значения:

Q2 = 4,8 кг * 130 Дж/(кг · °C) * 300 °C = 187200 Дж.

Общая изменение внутренней энергии

Теперь мы можем рассчитать общее изменение внутренней энергии вещества. Поскольку при кристаллизации выделяется теплота, а при охлаждении - отдается, общее изменение внутренней энергии будет равно:

ΔU = -Q1 - Q2

ΔU = -960000 Дж - 187200 Дж = -1147200 Дж.

Таким образом, внутренняя энергия вещества уменьшилась на 1147200 Дж. Округляя до целых, получаем:

Ответ: -1147200 Дж.