Какое количество теплоты выделится при отвердевании 5кг меди, взятой при температуре его плавления, и дальнейшем охлождении этой меди до 25С
Какое количество теплоты выделится при отвердевании 5кг меди, взятой при температуре его плавления, и дальнейшем охлождении этой меди до 25С
При решении данной задачи нужно учитывать два этапа: отвердевание меди и её последующее охлаждение до 25°C. Разберем каждый этап по отдельности.
Для начала необходимо определить количество теплоты, выделяемой при отвердевании меди. Это количество теплоты можно найти с использованием удельной теплоты плавления меди.
Количество теплоты, выделяемое при отвердевании (Q_1), можно вычислить по формуле: [ Q_1 = m \cdot L ]
Подставляем значения: [ Q_1 = 5 \, \text{кг} \cdot 205 \, \text{кДж/кг} = 1025 \, \text{кДж} ]
Теперь необходимо рассчитать количество теплоты, выделяемое при охлаждении меди от температуры её плавления до 25°C. Для этого нужно знать удельную теплоёмкость меди и её температуру плавления.
Разность температур (ΔT): [ \Delta T = T_плавления - T_конечная = 1084 \, \text{°C} - 25 \, \text{°C} = 1059 \, \text{°C} ]
Количество теплоты, выделяемое при охлаждении (Q_2), можно вычислить по формуле: [ Q_2 = m \cdot c \cdot \Delta T ]
Подставляем значения: [ Q_2 = 5 \, \text{кг} \cdot 0.385 \, \text{кДж/(кг·°C)} \cdot 1059 \, \text{°C} ]
Выполняем вычисления: [ Q_2 = 5 \cdot 0.385 \cdot 1059 = 2039.175 \, \text{кДж} ]
Общее количество теплоты (Q_общ) выделяемое при отвердевании и последующем охлаждении меди, равно сумме количеств теплоты, выделяемых на каждом этапе: [ Q_общ = Q_1 + Q_2 ]
Подставляем значения: [ Q_общ = 1025 \, \text{кДж} + 2039.175 \, \text{кДж} = 3064.175 \, \text{кДж} ]
Таким образом, общее количество теплоты, выделившееся при отвердевании 5 кг меди и её охлаждении до 25°C, составляет 3064.175 кДж.
При отвердевании меди происходит переход от жидкого состояния к твердому при постоянной температуре плавления меди, которая составляет 1083°C. Для вычисления количества теплоты, выделившегося при отвердевании, используется формула:
Q = m * L
где Q - количество теплоты, m - масса вещества, L - удельная теплота плавления.
Для меди удельная теплота плавления составляет около 209 J/g. Поэтому для 5 кг меди это будет:
Q = 5000 * 209 = 1045000 J
После отвердевания медь охлаждается до 25°C. Для вычисления количества теплоты, необходимого для охлаждения меди, используется формула:
Q = m c ΔT
где Q - количество теплоты, m - масса вещества, c - удельная теплоемкость, ΔT - изменение температуры.
Удельная теплоемкость меди составляет около 0.385 J/g°C. При изменении температуры от 1083°C до 25°C на 1058°C для 5 кг меди это будет:
Q = 5000 0.385 1058 = 2025450 J
Таким образом, общее количество теплоты, выделенное при отвердевании 5 кг меди и последующем охлаждении до 25°C, составит 1045000 + 2025450 = 3070450 J.
