Какой объем алюминия требуется для нагревания до 660 градусов, если на это затрачено 120 кДж? И сколько алюминия нужно для его плавления при затратах энергии от 120 кДж до 170 кДж?

Физика 10 класс Тепловые процессы и изменение агрегатного состояния вещества объем алюминия нагревание алюминия плавление алюминия затраты энергии физика алюминия температура плавления 660 градусов 120 кДж 170 кДж расчет объема Новый

Чтобы ответить на ваш вопрос, мы сначала рассмотрим, как рассчитать объем алюминия, необходимый для его нагрева, а затем определим, сколько алюминия потребуется для его плавления.

Шаг 1: Нагрев алюминия до 660 градусов.

Для нагрева алюминия нам необходимо знать его удельную теплоёмкость и массу. Удельная теплоёмкость алюминия составляет примерно 0,9 Дж/(г·°C).

Формула для расчета количества теплоты, необходимого для нагрева вещества, выглядит так:

Q = m * c * ΔT

• Q - количество теплоты (в джоулях),
• m - масса вещества (в граммах),
• c - удельная теплоёмкость (в Дж/(г·°C)),
• ΔT - изменение температуры (в °C).

В нашем случае:

• Q = 120 кДж = 120000 Дж,
• c = 0,9 Дж/(г·°C),
• ΔT = 660°C (предполагаем, что начальная температура равна 20°C, тогда ΔT = 660 - 20 = 640°C).

Подставляем известные значения в формулу:

120000 = m * 0,9 * 640.

Теперь решим уравнение для массы m:

m = 120000 / (0,9 * 640) = 120000 / 576 = 208,33 г.

Теперь, чтобы найти объем алюминия, воспользуемся формулой:

V = m / ρ

Где ρ - плотность алюминия, которая составляет примерно 2,7 г/см³.

Таким образом, объем V будет равен:

V = 208,33 г / 2,7 г/см³ ≈ 77,14 см³.

Шаг 2: Плавление алюминия.

Для плавления алюминия нам нужно учитывать его удельную теплоту плавления, которая составляет примерно 397 кДж/кг.

Сначала определим, сколько энергии потребуется для плавления, если мы имеем 120 кДж и 170 кДж:

Разница в энергии: 170 кДж - 120 кДж = 50 кДж.

Теперь переведем 50 кДж в джоули:

50 кДж = 50000 Дж.

Используем формулу для расчета массы:

Q = m * L,

• где L - удельная теплота плавления (397000 Дж/кг).

Теперь подставим значения:

50000 = m * 397000.

Решим уравнение для массы m:

m = 50000 / 397000 ≈ 0,126 г.

Таким образом, для плавления алюминия при затратах энергии от 120 кДж до 170 кДж потребуется примерно 0,126 г алюминия.

Итак, итоговые результаты:

• Объем алюминия для нагрева до 660 градусов: примерно 77,14 см³.
• Масса алюминия для плавления при затратах энергии от 120 кДж до 170 кДж: примерно 0,126 г.