Какое количество теплоты выделится, когда алюминий массой 80 г, находящийся при температуре плавления, кристаллизуется и затем охладится до температуры t = 20°С? Удельная теплоемкость алюминия c составляет 9,2 * 10² Дж/(кг·°С), температура плавления алюминия Тпл равна 660°С, а удельная теплота плавления алюминия λ равна 3,9 * 10⁵ Дж.

Физика 9 класс Теплопередача и фазовые переходы Количество теплоты алюминий кристаллизация удельная теплоёмкость температура плавления охлаждение физика 9 класс расчет теплоты теплофизика задачи по физике Новый

Для решения задачи нам нужно определить два этапа: кристаллизация алюминия и его охлаждение до температуры 20°С. Давайте разберем каждый шаг подробно.

Шаг 1: Кристаллизация алюминия

Когда алюминий кристаллизуется, он выделяет тепло, которое можно рассчитать по формуле:

Q1 = m * λ

• где Q1 - количество теплоты, выделившееся при кристаллизации,
• m - масса алюминия,
• λ - удельная теплота плавления алюминия.

Подставим известные значения:

• m = 80 г = 0,08 кг (перевели граммы в килограммы),
• λ = 3,9 * 10^5 Дж/кг.

Теперь вычислим Q1:

Q1 = 0,08 кг * 3,9 * 10^5 Дж/кг = 31200 Дж.

Шаг 2: Охлаждение алюминия

После кристаллизации алюминий нужно охладить с температуры плавления (660°С) до 20°С. Количество теплоты, выделяющееся при охлаждении, рассчитывается по формуле:

Q2 = m * c * (Tпл - t)

• где Q2 - количество теплоты, выделившееся при охлаждении,
• c - удельная теплоемкость алюминия,
• Tпл - температура плавления алюминия (660°С),
• t - конечная температура (20°С).

Подставим известные значения:

• c = 9,2 * 10^2 Дж/(кг·°С),
• Tпл = 660°С,
• t = 20°С.

Теперь вычислим Q2:

Q2 = 0,08 кг * 9,2 * 10^2 Дж/(кг·°С) * (660°С - 20°С).

Сначала найдем разность температур:

660°С - 20°С = 640°С.

Теперь подставим это значение:

Q2 = 0,08 кг * 9,2 * 10^2 Дж/(кг·°С) * 640°С.

Q2 = 0,08 * 920 * 640 = 47040 Дж.

Шаг 3: Общее количество теплоты

Теперь мы можем найти общее количество теплоты, выделившееся в процессе кристаллизации и охлаждения:

Q = Q1 + Q2.

Q = 31200 Дж + 47040 Дж = 78240 Дж.

Ответ: Общее количество теплоты, выделившееся при кристаллизации и охлаждении алюминия до 20°С, составляет 78240 Дж.