Сколько теплоты необходимо, чтобы растопить 200 г олова в медном стаканчике массой 50 г? Исходные температуры стекла

Содержание: Расчёт теплоты для плавления олова

Объяснение: Чтобы растопить 200 г олова в стеклянном стаканчике, нам нужно рассчитать теплоту, необходимую для этого процесса. Для этого мы будем использовать формулу:

Q = m * c * ΔT + Qm,

где Q - теплота, m - масса вещества, c - удельная теплоемкость, ΔT - изменение температуры, а Qm - удельная теплота плавления.

1. Рассчитаем теплоту, необходимую для нагревания стекла и олова с начальной температуры 32 °C до температуры плавления олова.

Для стекла:
Q_стекла = m_стекла * c_стекла * ΔT,
m_стекла = 50 г, c_стекла - удельная теплоемкость стекла (можно считать примерно равной 800 Дж / (кг·°C)), ΔT = Т_плавления - Т_начальная = 232 - 32 = 200 °C.

Q_стекла = 50 г * (800 Дж / (кг·°C)) * 200 °C = 800 000 Дж.

Для олова:
Q_олова = m_олова * c_олова * ΔT + Qm_олова,
m_олова = 200 г, c_олова = 230 Дж / (кг·°C), ΔT = Т_плавления - Т_начальная = 232 - 32 = 200 °C, Qm_олова = 0,59 × 105 Дж / кг.

Q_олoва = 200 г * (230 Дж / (кг·°C)) * 200 °C + 200 г * (0,59 × 105 Дж / кг) = 9 200 000 Дж.

2. Сложим результаты, чтобы найти общую теплоту:

Q_общая = Q_стекла + Q_олoва = 800 000 Дж + 9 200 000 Дж = 10 000 000 Дж.

Таким образом, чтобы растопить 200 г олова в стеклянном стаканчике массой 50 г, необходимо 10 000 000 Дж теплоты.

Пример: Сколько теплоты необходимо, чтобы растопить 350 г свинца в свинцовом стаканчике массой 75 г? Исходные температуры свинца и стекла одинаковы и равны 25 градусам Цельсия. Удельная теплоемкость свинца составляет 130 Дж / (кг·°C), удельная теплоемкость стекла - 800 Дж / (кг·°C), удельная теплота плавления свинца - 2,47 × 105 Дж / кг, температура плавления свинца - 327 градусов Цельсия.

Совет: Для более глубокого понимания процесса решения задачи, рекомендуется ознакомиться с понятиями удельной теплоемкости, удельной теплоты плавления и уметь применять формулу для расчёта теплоты.

Дополнительное задание: Сколько теплоты необходимо, чтобы растопить 150 г алюминия в керамическом стаканчике массой 80 г? Исходные температуры алюминия и керамики одинаковы и равны 30 градусам Цельсия. Удельная теплоемкость алюминия составляет 900 Дж / (кг·°C), удельная теплоемкость керамики - 450 Дж / (кг·°C), удельная теплота плавления алюминия - 3,97 × 105 Дж / кг, температура плавления алюминия - 660 градусов Цельсия.