Какова масса растаявшего снега (М), если кузнец поместил стальную подкову массой t = 680 г в печь и нагрел
Какова масса растаявшего снега (М), если кузнец поместил стальную подкову массой t = 680 г в печь и нагрел ее до температуры t = 1000°C, а затем положил ее в снежный сугроб с температурой to = 0°С? Используйте удельную теплоту плавления снега X = 340 кДж/кг и удельную теплоемкость стали с = 460 Дж/(кг-°С). Ответ выразите в граммах и округлите до целого значения.
10.12.2023 17:17
Для решения этой задачи мы можем использовать закон сохранения энергии. Количество тепла, которое передается от стали к снегу, равно количеству тепла, которое полностью плавит снег.
Мы можем использовать формулу:
Q = m1 * c1 * (t1 - t0) = m2 * X,
где
Q - количество тепла (затраченная энергия) в джоулях,
m1 - масса стали,
c1 - удельная теплоемкость стали,
t1 - начальная температура стали (в градусах Цельсия),
t0 - начальная температура снега (в градусах Цельсия),
m2 - масса растаявшего снега,
X - удельная теплота плавления снега.
Мы знаем значения:
m1 = 680 г,
c1 = 460 Дж/(кг-°С),
t1 = 1000 °С,
t0 = 0 °С,
X = 340 кДж/кг.
Теперь мы можем подставить эти значения в формулу и рассчитать массу растаявшего снега (М):
Q = m1 * c1 * (t1 - t0) = m2 * X,
m2 = Q / X.
Подставим известные значения:
m2 = (m1 * c1 * (t1 - t0)) / X,
m2 = (680 г * 460 Дж/(кг-°С) * (1000 °C - 0 °C)) / (340 кДж/кг).
Решив эту формулу, мы получим массу растаявшего снега (М) в граммах.
Пример использования:
Узнаем массу растаявшего снега (М):
m2 = (680 г * 460 Дж/(кг-°С) * (1000 °C - 0 °C)) / (340 кДж/кг).
Совет:
Убедитесь, что вы правильно подставляете значения и правильно выполняете математические операции. Обратите внимание на единицы измерения и преобразуйте их при необходимости для получения правильного ответа.
Упражнение:
У кузнеца имеется стальная заготовка массой 2.5 кг, начальная температура которой составляет 500°C. Какую массу снежной кучи нужно растопить, чтобы полностью охладить сталь до 25°C? Используйте удельную теплоемкость стали с = 490 Дж/(кг·°С), удельную теплоемкость плавления снега с = 300 кДж/кг, и начальную температуру снега t0 = 0°C. Ответ выразите в килограммах и округлите до двух десятичных знаков.