Какое количество теплоты нужно для того, чтобы расплавить 40 тонн чугуна, если его начальная температура составляет 200 °С?

Физика 8 класс Теплопередача Количество теплоты расплавить чугун температура 200 °С физика 8 класс термодинамика теплообмен масса чугуна Новый

Чтобы решить эту задачу, нужно определить количество теплоты, необходимое для нагревания чугуна до температуры плавления и его последующего плавления. Давайте разберемся, как это сделать шаг за шагом.

1. Определяем физические характеристики чугуна:
   • Удельная теплоемкость чугуна (c) = 540 Дж/(кг·°С)
   • Температура плавления чугуна (T_{плавления}) = 1200 °С
   • Удельная теплота плавления чугуна (λ) = 270 000 Дж/кг
2. Переводим массу чугуна в килограммы:

   Масса чугуна = 40 тонн = 40 000 кг

3. Рассчитываем количество теплоты для нагрева чугуна до температуры плавления:

   Для этого используем формулу: Q_нагрев = mcΔT, где:

   • m = 40 000 кг (масса чугуна)
   • c = 540 Дж/(кг·°С) (удельная теплоемкость)
   • ΔT = T_{плавления} - T_{начальная} = 1200 °С - 200 °С = 1000 °С

   Q_нагрев = 40 000 кг × 540 Дж/(кг·°С) × 1000 °С = 21 600 000 000 Дж

4. Рассчитываем количество теплоты для плавления чугуна:

   Для этого используем формулу: Q_{плавление} = mλ, где:

   • m = 40 000 кг (масса чугуна)
   • λ = 270 000 Дж/кг (удельная теплота плавления)

   Q_{плавление} = 40 000 кг × 270 000 Дж/кг = 10 800 000 000 Дж

5. Находим общее количество теплоты:

   Q_общая = Q_нагрев + Q_{плавление}

   Q_общая = 21 600 000 000 Дж + 10 800 000 000 Дж = 32 400 000 000 Дж

Таким образом, для расплавления 40 тонн чугуна, начиная с температуры 200 °С, требуется 32 400 000 000 Дж теплоты.