Сколько увеличится внутренняя энергия пластинки, если её нагрели и расплавили? Начальная температура пластинки

Тема занятия: Расчёт изменения внутренней энергии пластинки при нагревании и плавлении

Объяснение:
Для расчёта изменения внутренней энергии пластинки при нагревании и плавлении можно использовать следующий подход.

Сначала найдём массу пластинки:
Объем пластинки: V = Ширина х Длина х Толщина = 2 см х 5 см х 10 см = 100 см³ = 0,0001 м³.
Масса пластинки: m = Плотность х Объем = 11300 кг/м³ х 0,0001 м³ = 1,13 кг.

Затем найдём количество теплоты, необходимое для нагревания пластинки до температуры плавления:
Количество теплоты: Q1 = масса х удельная теплоёмкость х изменение температуры.
Изменение температуры: Δt = Температура плавления - Начальная температура = 327 °C - 27 °C = 300 °C.

Теперь найдём количество теплоты, необходимое для плавления пластинки:
Количество теплоты: Q2 = масса х удельная теплота плавления.

Общее изменение внутренней энергии пластинки: ΔU = Q1 + Q2.

Для округления ответа до целого значения необходимо просуммировать Q1 и Q2, а затем округлить полученное значение.

Пример:
Дано:
Начальная температура пластинки (Т1) = 27 °C.
Температура плавления свинца (Тп) = 327 °C.
Удельная теплоёмкость свинца (с) = 140 Дж/(кг·°С).
Удельная теплота плавления свинца (Л) = 25 кДж/кг.
Площадь пластинки (S) = 2 х 5 х 10 см².
Плотность свинца (ρ) = 11300 кг/м³.

Решение:
1. Находим массу пластинки:
V = 2 см х 5 см х 10 см = 100 см³ = 0,0001 м³.
m = 0,0001 м³ х 11300 кг/м³ = 1,13 кг.
2. Находим Q1 (количество теплоты для нагревания):
Δt = 327 °C - 27 °C = 300 °C.
Q1 = 1,13 кг х 140 Дж/(кг·°С) х 300 °C = 47400 Дж = 47,4 кДж.
3. Находим Q2 (количество теплоты для плавления):
Q2 = 1,13 кг х 25 кДж/кг = 28,25 кДж.
4. Находим общее изменение внутренней энергии пластинки:
ΔU = Q1 + Q2 = 47,4 кДж + 28,25 кДж = 75,65 кДж.
5. Округляем ответ до целого значения:
ΔU ≈ 76 кДж.

Совет: При решении задач данного типа всегда обращайте внимание на единицы измерения и правильное округление ответа.

Практика:
Сколько увеличится внутренняя энергия пластинки массой 0,8 кг при нагревании от 20 °C до 60 °C, если удельная теплоёмкость материала пластинки равна 200 Дж/(кг·°С)? Ответ округлите до целого значения в кДж.