Сколько тепловой энергии потребуется для плавления 200 граммов цинка, начиная с его исходной температуры в

Тема занятия: Тепловая энергия и фазовые переходы.

Инструкция: Для решения этой задачи мы используем формулу для расчета тепловой энергии, необходимой для фазового перехода. Формула имеет вид:

Q = m * L

Где:
Q - тепловая энергия (в джоулях)
m - масса вещества (в килограммах)
L - удельная теплота плавления (в джоулях на килограмм)

Дано:
m = 200 г = 0.2 кг (масса цинка)
L = 1.2 * 10^5 Дж/кг (удельная теплота плавления цинка)

Мы также должны учесть массу медного сосуда, в котором происходит плавление цинка. Вся тепловая энергия будет использоваться для плавления массы цинка и нагрева медного сосуда.

Дано:
m_сосуда = 0.5 кг (масса медного сосуда)

Чтобы решить задачу, мы сначала найдем тепловую энергию, необходимую для плавления цинка.

Q_цинка = m_цинка * L

Q_цинка = 0.2 кг * 1.2 * 10^5 Дж/кг

Q_цинка = 24000 Дж

Теперь мы можем найти общую тепловую энергию, учитывая массу медного сосуда.

Q_общая = Q_цинка + Q_сосуда

Q_сосуда = m_сосуда * c * ΔT

Где:
c - удельная теплоемкость (джоули на килограмм на градус Цельсия)
ΔT - изменение температуры (в градусах Цельсия)

Предположим, что медный сосуд нагревается от 20 °C до 100 °C (плавление цинка). Удельная теплоемкость меди составляет около 390 Дж/кг°C.

Q_сосуда = 0.5 кг * 390 Дж/кг°C * (100 °C - 20 °C)

Q_сосуда = 0.5 кг * 390 Дж/кг°C * 80 °C

Q_сосуда = 15600 Дж

Теперь, чтобы найти общую тепловую энергию, мы складываем Q_цинка и Q_сосуда:

Q_общая = 24000 Дж + 15600 Дж

Q_общая = 39600 Дж

Итак, для плавления 200 граммов цинка, начиная с его исходной температуры в 20 °C, используя медный сосуд массой 0.5 кг, потребуется 39600 Дж тепловой энергии.

Например:
Ученику нужно найти количество тепловой энергии, необходимой для плавления блока цинка массой 200 граммов, используя медный сосуд массой 0.5 кг. Теплота плавления цинка составляет 1.2 * 10^5 Дж/кг. Сколько тепловой энергии потребуется?

Совет:
Чтобы лучше понять концепцию тепловой энергии и фазовых переходов, полезно ознакомиться с определениями фазовых переходов и удельной теплотой плавления. Также полезно знать основные формулы для расчета тепловой энергии, таких как Q = m * L и Q = m * c * ΔT.

Ещё задача:
Ученику нужно решить следующую задачу. Сколько тепловой энергии потребуется для плавления 500 граммов железа, начиная с его исходной температуры в 25 °C, используя алюминиевый сосуд массой 0.8 кг? Удельная теплота плавления железа составляет 2.5 * 10^4 Дж/кг. В упражнении нет указания на изменение температуры алюминиевого сосуда, поэтому можно считать, что его температура не меняется.