Вопрос школьника
Какое количество теплоты выделится при кристаллизации 4 кг свинца и последующем его охлаждении до температуры 27℃?
Ответ от учителя
Для решения данной задачи необходимо знать теплоту кристаллизации свинца и его удельную теплоемкость.
Теплота кристаллизации свинца составляет 24,5 кДж/моль. Для расчета количества выделившейся теплоты необходимо знать количество молей свинца, которое кристаллизуется. Для этого необходимо знать молярную массу свинца, которая равна 207,2 г/моль. Таким образом, 4 кг свинца содержат 19,3 моль.
Количество выделившейся теплоты при кристаллизации свинца можно рассчитать по формуле:
Q = ΔH × n,
где Q — количество выделившейся теплоты, ΔH — теплота кристаллизации, n — количество молей свинца.
Таким образом, количество выделившейся теплоты при кристаллизации 4 кг свинца составляет:
Q = 24,5 кДж/моль × 19,3 моль = 472,85 кДж.
Далее необходимо рассчитать количество теплоты, которое выделяется при охлаждении свинца от температуры плавления до комнатной температуры. Удельная теплоемкость свинца составляет 0,128 Дж/(г × К). Таким образом, для охлаждения 4 кг свинца на 100 градусов необходимо выделить:
Q = m × c × ΔT,
где m — масса свинца, c — удельная теплоемкость, ΔT — изменение температуры.
Q = 4 кг × 1000 г/кг × 0,128 Дж/(г × К) × (327 — 27) К = 15 744 кДж.
Таким образом, общее количество выделившейся теплоты при кристаллизации 4 кг свинца и последующем его охлаждении до температуры 27℃ составляет:
Q = 472,85 кДж + 15 744 кДж = 16 216,85 кДж.
