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.
Физика9 классТеплопередача и фазовые переходыКоличество теплотыалюминийкристаллизацияудельная теплоёмкостьтемпература плавленияохлаждениефизика 9 классрасчет теплотытеплофизиказадачи по физике
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 алюминияКогда алюминий кристаллизуется, он выделяет тепло, которое можно рассчитать по формуле:
Q1 = m * λ
Подставим известные значения:
Теперь вычислим Q1:
Q1 = 0,08 кг * 3,9 * 10^5 Дж/кг = 31200 Дж.
Шаг 2: Охлаждение алюминияПосле 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)
Подставим известные значения:
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 теплотыТеперь 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.