Вопрос школьника
Железная заготовка, охлаждаясь от температуры 800 до 0 °С, растопила лед массой 3 кг, взятый при 0 °С. Какова масса заготовки, если вся энергия, выделенная ею, пошла на плавление льда
Ответ от учителя
Для решения данной задачи необходимо использовать закон сохранения энергии. Энергия, выделяющаяся при охлаждении железной заготовки, равна энергии, необходимой для плавления льда.
Энергия, выделяющаяся при охлаждении железной заготовки, можно вычислить по формуле:
Q = mcΔT,
где Q — количество выделяющейся теплоты, m — масса железной заготовки, c — удельная теплоемкость железа, ΔT — изменение температуры.
Удельная теплоемкость железа составляет около 0,45 Дж/(г*°C). Изменение температуры равно 800 °C.
Таким образом, количество выделяющейся теплоты при охлаждении железной заготовки составляет:
Q = mcΔT = m * 0,45 * 800 = 360m Дж.
Эта же энергия необходима для плавления льда массой 3 кг. Энергия, необходимая для плавления 1 кг льда, равна 334 Дж/г.
Таким образом, можно записать уравнение:
360m = 334 * 3000,
откуда получаем:
m = 2785 г.
Таким образом, масса железной заготовки, выделившей достаточно теплоты для плавления 3 кг льда, составляет 2,785 кг.
