Чему равно количество теплоты которое необходимо для плавления 50 кг свинца имеющего температуру 27...

Для плавления 50 кг свинца с температурой 27°C необходимо 2,75 МДж теплоты.

Чтобы определить количество теплоты, необходимое для плавления свинца, нужно учесть два этапа: нагрев свинца до его температуры плавления и непосредственно процесс плавления.

1. Нагрев до температуры плавления:

   Свинец имеет температуру плавления около 327,5 °C. Исходная температура свинца составляет 27 °C. Сначала необходимо рассчитать количество теплоты, которое потребуется для нагрева свинца от 27 °C до 327,5 °C.

   Формула для расчета количества теплоты на нагрев: [ Q_1 = m \cdot c \cdot \Delta T ] где:

   • ( Q_1 ) — количество теплоты для нагрева (в Джоулях),
   • ( m ) — масса (в кг),
   • ( c ) — удельная теплоемкость свинца (около 128 Дж/кг·°C),
   • ( \Delta T ) — изменение температуры (в °C).

   Подставим значения: [ Q_1 = 50 \, \text{кг} \cdot 128 \, \text{Дж/кг·°C} \cdot (327,5 \, \text{°C} - 27 \, \text{°C}) = 50 \cdot 128 \cdot 300,5 ]

   [ Q_1 = 1\,924\,800 \, \text{Дж} ]

2. Плавление свинца:

   После того как свинец нагрет до температуры плавления, необходимо рассчитать количество теплоты, необходимое для его плавления. Для этого используется удельная теплота плавления.

   Формула для расчета количества теплоты на плавление: [ Q_2 = m \cdot \lambda ] где:

   • ( Q_2 ) — количество теплоты для плавления (в Джоулях),
   • ( \lambda ) — удельная теплота плавления свинца (около 24 500 Дж/кг).

   Подставим значения: [ Q_2 = 50 \, \text{кг} \cdot 24\,500 \, \text{Дж/кг} = 1\,225\,000 \, \text{Дж} ]

3. Общее количество теплоты:

   Общая теплота, необходимая для нагрева и плавления свинца, будет суммой ( Q_1 ) и ( Q2 ): [ Q{\text{общ}} = Q_1 + Q_2 = 1\,924\,800 \, \text{Дж} + 1\,225\,000 \, \text{Дж} = 3\,149\,800 \, \text{Дж} ]

Таким образом, для плавления 50 кг свинца при начальной температуре 27 °C требуется примерно 3 149 800 Джоулей тепловой энергии.

Для решения этой задачи необходимо учитывать теплоту плавления свинца, которая составляет 24,1 кДж/кг. Сначала определим изменение температуры свинца до точки плавления (327 градусов по Цельсию):

Q1 = c m ΔT, где Q1 - количество теплоты для нагрева свинца до точки плавления, c - удельная теплоемкость свинца (128 Дж/(кг*град)), m - масса свинца (50 кг), ΔT - изменение температуры (327 - 27 = 300 градусов по Цельсию).

Q1 = 128 50 300 = 1 920 000 Дж = 1920 кДж.

Затем определяем количество теплоты для плавления свинца:

Q2 = L * m, где Q2 - количество теплоты для плавления свинца, L - теплота плавления (24,1 кДж/кг), m - масса свинца (50 кг).

Q2 = 24,1 * 50 = 1205 кДж.

Общее количество теплоты, необходимое для плавления 50 кг свинца, составляет:

Q = Q1 + Q2 = 1920 + 1205 = 3125 кДж.