Сколько теплоты потребовалось для расплавления 1,5 тонн железного лома, начальная температура которого составляла

Тема: Теплота реакций и расплавление

Пояснение: Чтобы решить эту задачу, мы должны учесть теплоту, необходимую для расплавления железного лома и количество теплоты, выделившейся от сгорания кокса.

Дано:
- Масса железного лома: 1,5 тонн (1500 кг)
- Начальная температура железного лома: 20 градусов Цельсия
- Выделение 60% теплоты от сгорания кокса для плавления лома

1. Сначала вычислим теплоту, необходимую для расплавления железного лома.
Для этого мы используем формулу:
Q = m * c * ΔT,
где Q - теплота, m - масса, c - удельная теплоемкость, ΔT - изменение температуры.
Удельная теплоемкость для железа составляет около 0,45 Дж/град.

Q = 1500 кг * 0,45 Дж/град * (1535 град - 20 град) = 969 825 Дж

2. Теперь мы должны вычислить количество кокса, которое необходимо сжечь, используя только 60% его теплоты для плавления лома.
Мы можем использовать формулу:
Qкокса = Qлома / (0,6 * Кплавления)
где Qлома - теплота расплавления лома, Кплавления - коэффициент, показывающий долю от выделенной теплоты, которая используется для расплавления лома.

Qкокса = 969 825 Дж / (0,6 * 1) = 1 616 375 Дж

Таким образом, нам потребуется сжечь 1 616 375 Дж кокса, чтобы расплавить 1,5 тонн железного лома, при условии, что 60% его теплоты используется для плавления лома.

Совет: Для лучшего понимания и запоминания формул и концепций, связанных с теплотой и расплавлением, рекомендуется потренироваться с различными задачами. Постепенно вы будете лучше понимать, как применять эти формулы и проводить расчеты.

Задача на проверку: Сколько теплоты потребуется для расплавления 2,5 кг свинец, начальная температура которого составляет 25 градусов Цельсия? И какой объем кислорода необходимо для полного сгорания 10 кг углеводородного топлива? (Удельная теплоемкость свинца - 0,13 Дж/град, молярная масса кислорода - 32 г/моль).

Тема: Теплота перехода и сжигание кокса

Пояснение:
Для решения данной задачи нам потребуется знание о теплоте перехода и законе сохранения энергии.

Для начала, нам нужно определить количество теплоты, необходимое для расплавления 1,5 тонн железного лома. Для этого мы используем формулу:

Q = m * L,

где Q - количество теплоты, m - масса вещества, L - удельная теплота перехода.

Удельная теплота перехода для железа составляет около 6,8 * 10^6 Дж/кг.

Таким образом, количество теплоты, необходимое для расплавления 1,5 тонн железного лома, можно найти следующим образом:

Q = 1,5 * 10^3 кг * 6,8 * 10^6 Дж/кг = 1,02 * 10^10 Дж.

Далее, нам нужно вычислить количество кокса, которое необходимо сжечь, чтобы получить эту теплоту. Мы знаем, что только 60% выделившейся теплоты от сгорания кокса используется для плавления лома.

Таким образом, общая теплота сгорания кокса должна быть равна:

Q_кокса = Q / 0,6.

Дано, что удельная теплота сгорания кокса составляет около 30 МДж/кг.

Теперь мы можем найти массу кокса (m_кокса):

Q_кокса = m_кокса * L_кокса,

где L_кокса - удельная теплота сгорания кокса.

Таким образом, массу кокса можно найти следующим образом:

m_кокса = Q_кокса / L_кокса = (Q / 0,6) / L_кокса = (1,02 * 10^10 Дж) / (0,6 * 3 * 10^7 Дж/кг) = 5,67 * 10^2 кг.

Таким образом, для расплавления 1,5 тонн железного лома понадобится приблизительно 567 кг кокса.

Демонстрация:
Задача: Сколько теплоты потребуется для расплавления 2 тонн алюминиевого лома, начальная температура которого составляла 25 градусов Цельсия? Какое количество кокса необходимо было сжечь, чтобы расплавить этот лом, если только 70% выделившейся теплоты от сгорания кокса использовалось для плавления лома?

Совет:
При решении задач на теплоту перехода и сжигание важно правильно распознать дано и использовать соответствующие формулы. Также стоит обратить внимание на единицы измерения и корректно перевести их, если это необходимо.

Задача на проверку:
Сколько теплоты потребуется для расплавления 3 тонн алюминиевого лома, начальная температура которого составляла 30 градусов Цельсия? Какое количество кокса необходимо было сжечь, чтобы расплавить этот лом, если только 80% выделившейся теплоты от сгорания кокса использовалось для плавления лома? (Удельная теплота перехода для алюминия - 9,0 * 10^6 Дж/кг, удельная теплота сгорания кокса - 25 МДж/кг)