Сколько энергии передается окружающей среде от золотого слитка массой 1 кг в процессе отлива, начала кристаллизации

Предмет вопроса: Теплота при фазовых переходах

Инструкция:
Для решения данной задачи нам необходимо знать формулу для вычисления переданной энергии при фазовых переходах. Формула записывается следующим образом:

Q = m * L

где Q - количество переданной энергии, m - масса вещества, L - удельная теплота, которая зависит от фазового перехода.

В данной задаче у нас происходит отлив золотого слитка, начало кристаллизации и охлаждение.

1. Отлив: В данном случае золотой слиток переходит из жидкого состояния в твердое. Для этого нам необходимо знать удельную теплоту плавления золота. Допустим, что удельная теплота плавления золота равна L1. Тогда можно применить формулу:

Q1 = m * L1

2. Кристаллизация: В данном случае золотой слиток переходит из жидкого состояния в твердое. Для этого нам также необходимо знать удельную теплоту кристаллизации золота. Пусть удельная теплота кристаллизации золота равна L2. Используем формулу:

Q2 = m * L2

3. Охлаждение: В данном случае золотой слиток теряет энергию и остывает. Для этого нам необходимо знать удельную теплоемкость золота. Пусть удельная теплоемкость золота равна C. Тогда можно применить формулу:

Q3 = m * C * (T - T0)

где T - исходная температура золотого слитка, T0 - температура окружающей среды.

Общая энергия, передаваемая окружающей среде, будет равна сумме энергий Q1, Q2 и Q3:

Q = Q1 + Q2 + Q3

Доп. материал:
Пусть удельная теплота плавления золота L1 = 63 Дж/г, удельная теплота кристаллизации золота L2 = 60 Дж/г, удельная теплоемкость золота C = 0,13 Дж/(г * °C), масса слитка m = 1 кг, температура слитка T = 100°C, температура окружающей среды T0 = 24°C.

Q1 = m * L1 = 1 * 63 = 63 Дж
Q2 = m * L2 = 1 * 60 = 60 Дж
Q3 = m * C * (T - T0) = 1 * 0,13 * (100 - 24) = 9,88 Дж

Тогда общая энергия, переданная окружающей среде, будет равна:

Q = Q1 + Q2 + Q3 = 63 + 60 + 9,88 = 132,88 Дж

Совет:
Чтобы лучше понять эту тему, полезно будет изучить удельные теплоты фазовых переходов различных веществ и удельную теплоемкость.

Упражнение:
Посчитайте, сколько энергии передается окружающей среде от слитка массой 500 г в процессе плавления и охлаждения, если удельные теплоты плавления и кристаллизации золота равны 65 Дж/г и 61 Дж/г соответственно, а температуры слитка и окружающей среды составляют 150 °C и 30 °C соответственно.