Какое количество энергии нужно, чтобы расплавить 300 граммов железа, если его начальная температура равна 29°С? Прошу предоставить подробное решение.

Физика 8 класс Тепловые явления количество энергии расплавить железо 300 граммов начальная температура 29 градусов физика 8 класс решение задачи Новый

Чтобы рассчитать количество энергии, необходимое для расплавления 300 граммов железа при начальной температуре 29°С, нам нужно учитывать два этапа:

1. Нагревание железа до его температуры плавления.
2. Плавление железа при температуре плавления.

Теперь давайте подробнее рассмотрим каждый этап.

Этап 1: Нагревание железа

Температура плавления железа составляет примерно 1538°С. Сначала нам нужно нагреть железо с 29°С до 1538°С.

Для расчета количества энергии, необходимой для нагрева, используем формулу:

Q1 = m * c * ΔT

• Q1 - количество энергии, необходимое для нагрева (в джоулях);
• m - масса железа (в килограммах);
• c - удельная теплоемкость железа (примерно 450 Дж/(кг·°C));
• ΔT - изменение температуры (в °C).

Сначала преобразуем массу из граммов в килограммы:

m = 300 г = 0.3 кг

Теперь найдем изменение температуры:

ΔT = 1538°С - 29°С = 1509°С

Теперь подставим значения в формулу:

Q1 = 0.3 кг * 450 Дж/(кг·°C) * 1509°С

Q1 = 0.3 * 450 * 1509

Q1 = 203865 Дж

Этап 2: Плавление железа

Теперь нам нужно рассчитать количество энергии, необходимое для плавления железа. Для этого используем формулу:

Q2 = m * L

• Q2 - количество энергии, необходимое для плавления (в джоулях);
• L - удельная теплота плавления железа (примерно 272000 Дж/кг).

Теперь подставим значения:

Q2 = 0.3 кг * 272000 Дж/кг

Q2 = 81600 Дж

Общее количество энергии

Теперь сложим количество энергии, необходимое для нагрева и плавления:

Q = Q1 + Q2

Q = 203865 Дж + 81600 Дж

Q = 285465 Дж

Таким образом, для расплавления 300 граммов железа при начальной температуре 29°С потребуется приблизительно 285465 джоулей энергии.