Какую начальную температуру имел сплав Вуда перед его плавлением, если при этом расходуется определенное количество

Тема занятия: Температура плавления сплава
Описание: Чтобы решить эту задачу, нам необходимо использовать закон сохранения энергии для теплоты. Когда сплав плавится, ему затрачивается определенное количество теплоты.

Удельная теплоемкость - это количество энергии, необходимое для изменения температуры единицы массы вещества на один градус Цельсия. Удельная теплота плавления, с другой стороны, представляет собой количество энергии, необходимое для перевода единицы массы вещества из твердого состояния в жидкое.

В нашей задаче, чтобы найти начальную температуру сплава перед его плавлением, мы использовали формулу:
Q = m * c * ΔT + m * L

где:
Q - количество теплоты,
m - масса сплава,
c - удельная теплоемкость,
ΔT - изменение температуры,
L - удельная теплота плавления.

Разделим обе стороны формулы на m:
Q/m = c * ΔT + L

Теперь подставим известные значения:
Q/m = 147 * ΔT + 35

Заметим, что у нас есть все значения, кроме ΔT, поэтому мы можем решить уравнение, изолируя ΔT:
ΔT = (Q/m - 35) / 147

Теперь подставьте значения массы сплава и расходуемой теплоты, чтобы найти изменение температуры сплава перед его плавлением.

Пример:
Дано:
масса сплава (m) = 0,01 кг,
удельная теплоемкость (c) = 147 Дж/(кг °C),
удельная теплота плавления (L) = 35 кДж/кг,
расходуемая теплота (Q) = 1 кДж.

Решение:
Q/m = 147 * ΔT + 35
1 / 0,01 = 147 * ΔT + 35
100 = 147 * ΔT + 35
147 * ΔT = 65
ΔT = 65 / 147 ≈ 0.44 °C

Таким образом, начальная температура сплава Вуда перед его плавлением составляет примерно 0.44 °C.

Совет: Для лучшего понимания можно провести аналогию с льдом. Удельная теплота плавления льда равна 334 кДж/кг, что означает, что для перевода одной килограммы льда при 0°С в одну килограммовую холодную воду при 0°С потребуется 334 кДж энергии. Подобно этому, сплав Вуда имеет удельную теплоту плавления, и нам нужно учесть это, чтобы вычислить начальную температуру сплава перед его плавлением.

Задание для закрепления:
Масса сплава составляет 0,05 кг, удельная теплоёмкость составляет 120 Дж/(кг °C), а удельная теплота плавления - 25 кДж/кг. Расходуется 500 Дж теплоты. Какова начальная температура сплава перед его плавлением?