Помогите с физикой
На производстве при изготовлении литых изделий (например, медной кружки) требуется плавить металл. Какое количество энергии потребуется, чтобы растопить медь массой 1,2 кг? Считать, что начальная температура меди: +23°С, удельная теплота плавления: 210 кДж/кг, удельная теплоемкость: 400 Дж/кг∙℃, температура плавления меди: 1083°С. Ответ выразите в килоджоулях.
Дано:
m=1,2 кг
t1=23°C
t2=1083°C
c=400 Дж/кг∙℃
λ=210 кДж/кг, 210000 Дж/кг
Найти:
Q=?
Решение:
1) Для того чтобы расплавить медь, её сначала надо нагреть до температуры плавления. Для этого потребуется количество теплоты:
Q1=cm(t2-t1)
Q1=400 x1,2 x 1060=508800
2) Количество теплоты необходимое для плавления меди:
Q2=λm
Q2=210000 x 1/2=252000
3) Общее количество теплоты:
Q=Q1+Q2
Q=508800+252000=760800 Дж/кг
760800/1000=76800 кДж/кг
Ответ: Q=76800 кДж/кг
Чтобы рассчитать энергию, необходимую для плавления 1,2 кг меди, нам необходимо учитывать два фактора: энергию, необходимую для повышения температуры меди с +23°C до точки плавления, и энергию, необходимую для фазового перехода из твердого состояния в жидкость. .
1. Энергия для повышения температуры:
Q1 = масса × удельная теплоемкость × изменение температуры
= 1,2 кг × 400 Дж/кг∙°C × (1083–23°C)
2. Энергия фазового перехода:
Q2 = масса × удельная теплота плавления
= 1,2 кг × 210 кДж/кг
Общая необходимая энергия:
Q_total = Q1 + Q2
Преобразование единиц в килоджоули:
Q_total = (Q1 + Q2) / 1000
Теперь мы можем это посчитать:
Q1 = 1,2 кг × 400 Дж/кг∙°C × (1083–23 °C) = 550 560 Дж
Q2 = 1,2 кг × 210 кДж/кг = 252 кДж
Q_total = (550 560 Дж + 252 кДж) / 1000 = 802,56 кДж
Следовательно, для плавления 1,2 кг меди потребуется примерно 802,56 килоджоуля энергии.