Какое количество теплоты выделяется при кристаллизации и охлаждении до температуры t=25°C меди массой m=50г, которая находится при температуре плавления? Удельная теплоемкость меди c=3.8×10² Дж/кг×°С, температура плавления меди t пл=1085°С, удельная теплота плавления меди лямбда=2.1×10⁵ Дж/кг.
Физика9 классТеплообмен и тепловые процессыКоличество теплотыкристаллизация медиохлаждение медитемпература плавления медиудельная теплоемкость медиудельная теплота плавленияфизика 9 классрасчет теплотытеплофизиказадачи по физике
Чтобы определить количество теплоты, выделяющееся при кристаллизации и охлаждении меди, нам нужно рассмотреть два этапа: кристаллизация меди и её охлаждение до заданной температуры.
Шаг 1: Кристаллизация медиКогда медь кристаллизуется, она выделяет удельную теплоту плавления. Для расчета количества теплоты, выделяющегося при кристаллизации, используем формулу:
Q1 = m * λ
Сначала переведем массу меди из граммов в килограммы:
m = 50 г = 0.05 кг
Теперь подставим значения в формулу:
λ = 2.1 × 10^5 Дж/кг
Q1 = 0.05 кг * 2.1 × 10^5 Дж/кг = 10500 Дж
Шаг 2: Охлаждение меди до температуры 25°CПосле кристаллизации медь нужно охладить от температуры плавления (1085°C) до 25°C. Для этого используем формулу для расчета количества теплоты, выделяющегося при охлаждении:
Q2 = m * c * (t пл - t)
Подставим известные значения:
c = 3.8 × 10^2 Дж/кг×°С
t пл = 1085°C
t = 25°C
Теперь подставим все значения в формулу:
Q2 = 0.05 кг * 3.8 × 10^2 Дж/кг×°С * (1085°C - 25°C)
Q2 = 0.05 кг * 3.8 × 10^2 Дж/кг×°С * 1060°C
Q2 = 0.05 * 380 * 1060 = 2019000 Дж
Шаг 3: Общая теплотаТеперь мы можем найти общее количество теплоты, выделяющееся при кристаллизации и охлаждении меди:
Q = Q1 + Q2
Q = 10500 Дж + 2019000 Дж = 2029500 Дж
Таким образом, общее количество теплоты, выделяющееся при кристаллизации и охлаждении меди до 25°C, составляет 2029500 Дж.