Скільки теплоти потрібно для того, щоб розтопити 0.5 тонн залізного металобрухту, якщо температура в цеху

Тема занятия: Расчет количества теплоты для плавления металла

Инструкция: Чтобы решить эту задачу, нам понадобится воспользоваться теплопроводностью и удельным теплом плавления материала.

Первым делом мы должны найти количество теплоты, необходимое для приведения залежей металла до его температуры плавления. Воспользуемся формулой:

Q1 = m * c * ΔT

где Q1 - количество теплоты, m - масса металла, c - удельная теплоемкость материала, ΔT - изменение температуры.

Масса металла составляет 0,5 тонны, что равно 500 кг. Удельная теплоемкость для железа принимается около 450 Дж/(кг*°C), и изменение температуры равно разности между температурой плавления железа и температурой цеха:

ΔT = 1535°C - 35°C = 1500°C.

Теперь мы можем найти количество теплоты для нагрева металла:

Q1 = 500 кг * 450 Дж/(кг*°C) * 1500°C = 337,500,000 Дж.

Вторым этапом нам нужно рассчитать количество теплоты, необходимое для самого процесса плавления. Это можно сделать, используя формулу:

Q2 = m * L,

где Q2 - количество теплоты, L - удельное тепло плавления.

Для железа удельное тепло плавления составляет около 272,000 Дж/кг.

Q2 = 500 кг * 272,000 Дж/кг = 136,000,000 Дж.

Теперь мы можем найти общее количество теплоты для плавления металла:

Q = Q1 + Q2 = 337,500,000 Дж + 136,000,000 Дж = 473,500,000 Дж.

Таким образом, для того чтобы растопить 0,5 тонны железного металлолома при температуре 35°C потребуется 473,500,000 Дж теплоты.

Рекомендация: Понимание принципа расчета количества теплоты для плавления материала поможет школьникам лучше понять физические свойства веществ и применять эти знания на практике. Чтение и изучение похожих задач позволит получить дополнительную практику в решении таких типов задач.

Задача на проверку: У вас есть алюминиевая пластина массой 2 кг. Какое количество теплоты необходимо для ее плавления, если температура пластины составляет 20°C, а температура плавления алюминия - 660°C?