Сколько энергии нужно потратить, чтобы нагреть кусок олова массой 15 кг, который находится при температуре 14°C, до точки плавления и расплавить его?

Физика 8 класс Тепловые явления энергия нагрев олова нагревание олова температура плавления олова масса олова физика 8 класс расчет энергии теплоемкость олова Новый

Для того чтобы рассчитать, сколько энергии нужно потратить на нагревание и плавление олова, нам нужно учитывать два этапа:

1. Нагревание олова до точки плавления.
2. Плавление олова при его температуре плавления.

Теперь давайте разберем каждый из этапов подробнее.

Этап 1: Нагревание олова

Для нагревания олова мы будем использовать формулу:

Q1 = m * c * ΔT

• Q1 - количество энергии, необходимое для нагрева (в джоулях),
• m - масса олова (в килограммах),
• c - удельная теплоемкость олова (около 0.22 Дж/(г·°C) или 220 Дж/(кг·°C)),
• ΔT - изменение температуры (в градусах Цельсия).

В нашем случае:

• m = 15 кг,
• c = 220 Дж/(кг·°C),
• ΔT = 231.9°C - 14°C = 217.9°C (поскольку температура плавления олова составляет 231.9°C).

Теперь подставим значения в формулу:

Q1 = 15 кг * 220 Дж/(кг·°C) * 217.9°C

Q1 ≈ 15 * 220 * 217.9 ≈ 720,000 Дж (около 720 кДж).

Этап 2: Плавление олова

Для плавления олова используется другая формула:

Q2 = m * L

• Q2 - количество энергии, необходимое для плавления (в джоулях),
• L - удельная теплота плавления олова (около 60,5 кДж/кг).

Теперь подставим значения в формулу:

Q2 = 15 кг * 60.5 кДж/кг = 15 * 60,500 Дж = 907,500 Дж.

Общее количество энергии

Теперь чтобы найти общее количество энергии, нужно сложить энергии, затраченные на нагревание и плавление:

Q = Q1 + Q2

Q ≈ 720,000 Дж + 907,500 Дж ≈ 1,627,500 Дж.

Таким образом, для нагрева и плавления 15 кг олова, начиная с 14°C, потребуется приблизительно 1,627,500 Дж (или 1.63 МДж).