Задача по физике

Для решения этой задачи нам понадобятся следующие данные:

Масса сахарного сиропа (m): 90 г
Температура плавления сахара (Tп): 160 °C
Температура охлаждения леденца (Tо): 24 °C
Удельная теплоёмкость леденца (c): 1700 Дж/(кг⋅°С)
Удельная теплота плавления сахара (λ): 4190 Дж/кг

Сначала найдем количество теплоты, выделенное при кристаллизации сиропа:

Qкр = m * λ

где:
Qкр - количество теплоты при кристаллизации сиропа

Qкр = 90 г * 4190 Дж/кг = 377100 Дж

Затем найдем количество теплоты, необходимое для охлаждения леденца до 24 °C:

Qохл = m * c * ΔT

где:
Qохл - количество теплоты при охлаждении леденца
ΔT - изменение температуры = Tп - Tо

ΔT = 160 °C - 24 °C = 136 °C

Qохл = 90 г * 1700 Дж/(кг⋅°С) * 136 °C = 2080800 Дж

Теперь найдем общее количество выделенной энергии:

Qобщ = Qкр + Qохл

Qобщ = 377100 Дж + 2080800 Дж = 2457900 Дж

Итак, общее количество энергии, выделенной при кристаллизации сахарного сиропа и охлаждении леденца до 24 °C, составляет 2457900 Дж. Чтобы перевести это значение в килоджоули, необходимо разделить его на 1000:

Qобш = 2457900 Дж / 1000 = 2457,9 кДж

Таким образом, при кристаллизации сиропа и охлаждении леденца выделится приблизительно 2457,9 кДж энергии.

Для вычисления энергии, выделяющейся при кристаллизации и охлаждении сахарного сиропа, используем формулу:

Q = Q_кристаллизации + Q_охлаждения

Где
Q_кристаллизации = m * λ
Q_охлаждения = m * c * ΔT

Где m - масса сахарного сиропа, λ - удельная теплота плавления сахара, c - удельная теплоёмкость леденца, ΔT - изменение температуры.

Начнем с Q_кристаллизации:

Q_кристаллизации = 90 г * (4190 Дж/кг)

Q_кристаллизации = 90 г * 0.419 кг * 4190 Дж/кг

Q_кристаллизации = 0.419 кг * 377100 Дж

Теперь вычислим Q_охлаждения. Температура плавления сахара T_плавления = 160 °C, температура охлаждения T_конечная = 24 °C, поэтому ΔT = T_плавления - T_конечная:

ΔT = 160 °C - 24 °C

ΔT = 136 °C

Q_охлаждения = 90 г * 1700 Дж/(кг*°C) * 136 °C

Q_охлаждения = 90 г * 0.17 кг * 136 °C * 1700 Дж/(кг*°C)

Q_охлаждения = 0.17 кг * 90 г * 231200 Дж

Q_охлаждения = 0.17 кг * 39.188 кг * 231200 Дж

Q_охлаждения ≈ 3929336 Дж

Теперь сложим Q_кристаллизации и Q_охлаждения для общей энергии:

Q = 377100 Дж + 3929336 Дж

Q ≈ 4306436 Дж

Таким образом, при кристаллизации и охлаждении сахарного сиропа выделится примерно 4.31 МДж энергии.