Вопрос школьника
В железной коробке массой 300 г мальчик расплавил 100 г олова. Какое количество теплоты пошло на нагревание коробки и плавление олова, если начальная температура их была равна 32 °С
Ответ от учителя
Для решения данной задачи необходимо использовать формулу теплового баланса:
Q = m * c * ΔT
где Q — количество теплоты, м — масса вещества, c — удельная теплоемкость вещества, ΔT — изменение температуры.
Для расплавления олова необходимо затратить теплоту на смену фазы, которая вычисляется по формуле:
Q = m * L
где L — удельная теплота плавления.
Из условия задачи известно, что масса железной коробки равна 300 г, а масса расплавленного олова — 100 г. Начальная температура обоих веществ равна 32 °С.
Удельная теплоемкость железа составляет 0,45 Дж/(г*°C), а удельная теплоемкость олова — 0,23 Дж/(г*°C). Удельная теплота плавления олова равна 60,2 кДж/кг.
Теперь можно вычислить количество теплоты, которое пошло на нагревание коробки и плавление олова:
Q1 = m1 * c1 * ΔT1 = 0,3 кг * 0,45 Дж/(г*°C) * (232 °C — 32 °C) = 31,5 кДж
Q2 = m2 * L = 0,1 кг * 60,2 кДж/кг = 6,02 кДж
Итого, на нагревание коробки и плавление олова пошло 31,5 кДж + 6,02 кДж = 37,52 кДж теплоты.
