Сколько свинца было влито в углубление, чтобы остыть до 0 с и растопить лед массой 270 г, если начальная температура

Тема: Теплопередача

Пояснение: Чтобы решить эту задачу, нам понадобятся знания о теплопередаче. Мы можем использовать формулу для расчета теплопередачи:

Q = m * c * ΔT,

где Q - количество теплоты, m - масса вещества, c - удельная теплоемкость вещества, ΔT - изменение температуры.

Сначала мы должны рассчитать количество теплоты, необходимое для растопления льда. Для этого мы используем формулу Q = m * c_лед * ΔT.

Удельная теплоемкость льда, c_лед, составляет около 2,09 Дж/г°C. Изначальная температура льда равна 0°C, а целевая температура - 0°C. Значение ΔT будет равно 0 - 0 = 0°C.

Таким образом, количество теплоты, необходимое для растопления льда, равно:

Q_лед = m_лед * c_лед * ΔT = 270 г * 2.09 Дж/г°C * 0°C = 0 Дж.

Затем мы рассчитываем количество теплоты, которое предоставит свинец при охлаждении. Также используем формулу Q = m * c_свинец * ΔT.

Удельная теплоемкость свинца, c_свинец, составляет около 0,13 Дж/г°C. Изначальная температура свинца равна 400°C, а целевая температура — 0°C. Значение ΔT будет равно 0 - 400 = -400°C.

Таким образом, количество теплоты, предоставленное свинцом при охлаждении, равно:

Q_свинец = m_свинец * c_свинец * ΔT = m_свинец * 0.13 Дж/г°C * -400°C.

Нам нужно найти массу свинца, поэтому можем записать:

m_свинец = -Q_лед / (c_свинец * ΔT) = 0 Дж / (0.13 Дж/г°C * -400°C).

Выполнив вычисления, мы получим:

m_свинец = 0.

Таким образом, для остывания до 0°C и растопления льда массой 270 г не требуется влить свинец ни в каком количестве.

Пример использования: Не требуется влить свинец в углубление, так как остывание до 0°C и растопление льда массой 270 г осуществляется без теплопередачи.

Совет: Для понимания теплопередачи и решения подобных задач, рекомендуется изучить удельные теплоемкости различных веществ, а также формулы и принципы теплопередачи. Также полезно упражняться в решении подобных задач, чтобы улучшить понимание и навыки.

Упражнение: Предположим, что нам нужно остудить 500 г горячего молока с начальной температурой 80°C до комнатной температуры 25°C. С удельной теплоемкостью молока равной 3,9 Дж/г°C, сколько теплоты мы должны извлечь из молока?