Какой объем должна иметь оловянная статуэтка, чтобы ее расплавить, получив количество теплоты 22 кДж, если статуэтка находится при температуре 20 градусов?

Физика 8 класс Теплота и температурные изменения объем оловянной статуэтки расплавление олова количество теплоты 22 кДж температура 20 градусов физика 8 класс Новый

Чтобы решить эту задачу, нам нужно использовать формулу для расчета количества теплоты, необходимого для нагрева вещества до его температуры плавления и его плавления. В данном случае мы будем использовать следующие данные:

• Количество теплоты (Q) = 22 кДж = 22000 Дж
• Температура плавления олова (Tпл) ≈ 232°C
• Удельная теплоемкость олова (c) ≈ 0.21 Дж/(г·°C)
• Удельная теплота плавления олова (L) ≈ 60 Дж/г

Теперь мы можем разбить задачу на два этапа:

1. Нагрев олова от начальной температуры (20°C) до температуры плавления (232°C).
2. Плавление олова при температуре плавления.

1. Нагрев олова:

Для нагрева олова мы используем формулу:

Q1 = m * c * ΔT

где:

• Q1 - количество теплоты, необходимое для нагрева (Дж);
• m - масса олова (г);
• c - удельная теплоемкость (Дж/(г·°C));
• ΔT - изменение температуры (°C), которое равно Tпл - Tнач = 232°C - 20°C = 212°C.

Таким образом, мы можем выразить массу олова через количество теплоты:

m = Q1 / (c * ΔT)

Поскольку мы не знаем, сколько теплоты пойдет на нагрев, давайте обозначим это количество теплоты как Q1.

2. Плавление олова:

Для плавления используем формулу:

Q2 = m * L

где:

• Q2 - количество теплоты, необходимое для плавления (Дж);
• L - удельная теплота плавления (Дж/г).

Теперь общее количество теплоты будет равно:

Q = Q1 + Q2

Подставим выражения для Q1 и Q2:

Q = m * c * ΔT + m * L

Вынесем массу m за скобки:

Q = m * (c * ΔT + L)

Теперь выразим массу:

m = Q / (c * ΔT + L)

Подставим известные значения:

• Q = 22000 Дж
• c = 0.21 Дж/(г·°C)
• ΔT = 212°C
• L = 60 Дж/г

Теперь рассчитаем:

m = 22000 / (0.21 * 212 + 60)

Сначала вычислим в скобках:

0.21 * 212 = 44.52

Теперь сложим:

44.52 + 60 = 104.52

Теперь подставим обратно:

m = 22000 / 104.52

Теперь вычислим массу:

m ≈ 210.5 г.

Теперь, чтобы найти объем статуэтки, нужно использовать плотность олова. Плотность олова (ρ) ≈ 7.3 г/см³.

Объем (V) можно найти по формуле:

V = m / ρ

Теперь подставим массу:

V = 210.5 / 7.3

Вычислим объем:

V ≈ 28.8 см³.

Ответ: Объем оловянной статуэтки должен составлять приблизительно 28.8 см³, чтобы расплавить ее, получив количество теплоты 22 кДж.