Чтобы определить количество теплоты, необходимое для плавления меди массой 2 тонны (2000 кг), взятой при температуре 25°C, нужно рассмотреть два этапа процесса:
- Нагревание меди до температуры плавления.
- Плавление меди при температуре плавления.
1. Нагревание меди до температуры плавления
Температура плавления меди составляет примерно 1085°C. Чтобы рассчитать количество теплоты, необходимое для нагревания меди от 25°C до 1085°C, используем формулу для расчёта теплоты:
[ Q_1 = mc\Delta T ]
где:
- ( m = 2000 ) кг — масса меди,
- ( c = 385 ) Дж/(кг·°C) — удельная теплоёмкость меди,
- (\Delta T = 1085°C - 25°C = 1060°C) — изменение температуры.
Подставляем значения:
[ Q_1 = 2000 \, \text{кг} \times 385 \, \text{Дж/(кг·°C)} \times 1060 \, \text{°C} ]
[ Q_1 = 815200000 \, \text{Дж} ]
или
[ Q_1 = 815,2 \, \text{МДж} ]
2. Плавление меди
Количество теплоты, необходимое для плавления меди, определяется с использованием удельной теплоты плавления:
[ Q_2 = mL ]
где:
- ( L = 205000 ) Дж/кг — удельная теплота плавления меди.
Подставляем значения:
[ Q_2 = 2000 \, \text{кг} \times 205000 \, \text{Дж/кг} ]
[ Q_2 = 410000000 \, \text{Дж} ]
или
[ Q_2 = 410 \, \text{МДж} ]
Общее количество теплоты
Суммируем количество теплоты для нагревания и плавления:
[ Q_{\text{total}} = Q_1 + Q_2 = 815,2 \, \text{МДж} + 410 \, \text{МДж} ]
[ Q_{\text{total}} = 1225,2 \, \text{МДж} ]
Таким образом, для плавления меди массой 2 тонны, взятой при температуре 25°C, требуется 1225,2 МДж теплоты.