Какой будет объем лунки после установления теплового равновесия, если в лунку вместились 1 кг расплавленного свинца

Тема: Теплопроводность

Инструкция: Чтобы решить эту задачу, нам понадобится знать термодинамический закон, известный как закон сохранения тепла. Закон сохранения тепла гласит, что в закрытой системе количество тепла, перешедшее от одного тела к другому, равно количеству тепла, перешедшего от второго тела к первому.

В данной задаче у нас есть расплавленный свинец, который охлаждается до температуры льда. Мы можем использовать формулу кондуктивной теплопроводности для нахождения изменения тепла в данной системе:

Q = m * C * deltaT

где Q - изменение тепла, m - масса вещества, C - удельная теплоемкость вещества, deltaT - изменение температуры.

В данной задаче имеем:

m = 1 кг (масса свинца)
C = 130 Дж/(кг*°С) (удельная теплоемкость свинца)
deltaT = 327 - 0 = 327 °С (изменение температуры от плавления свинца до температуры льда)

Теперь мы можем подставить эти значения в формулу:

Q = 1 * 130 * 327 = 42510 Дж

Теперь нам нужно найти изменение объема лунки после теплового равновесия. Предположим, что объем лунки после равновесия составляет V см³. Так как свинец охлаждается и сжимается, то объем лунки после равновесия будет равен объему свинца после равновесия:

V = 100 см³

Итак, объем лунки после установления теплового равновесия будет равен 100 см³.

Пример использования:
Задача: Какой будет объем лунки после установления теплового равновесия, если в лунку вместились 2 кг расплавленного железа при температуре плавления 1535°С и объеме лунки 150 см³? Температура льда составляет 0°С.
Ответ: Объем лунки после установления теплового равновесия будет равен 150 см³.

Совет: Для лучшего понимания теплопроводности и закона сохранения тепла, рекомендуется изучить удельную теплоёмкость различных веществ и принципы теплообмена в системе.

Упражнение: Какой будет изменение тепла, если 500 г воды (C = 4,18 Дж/(г*°С)) вместе с 50 г льда (C = 2,09 Дж/(г*°С)), находящегося при температуре -10°С, добавить в лунку объемом 300 см³ сначала содержащую воду при температуре 20°С? Ответ запишите в Дж.