3. Какое количество теплоты потребуется для плавления 21 кг меди, взятого при температуре 25 °C? Начертите примерный график нагревания и плавления меди.

Используем табличные значения для меди: температура плавления — 1083 °C, удельная теплоёмкость — 400 Дж/(кг·°C), удельная теплота плавления — 210 кДж/кг.

Дано: m = 21 кг; t₁ = 25 °C; t_пл = 1083 °C; c = 400 Дж/(кг·°C); λ = 210 000 Дж/кг.

1. Находим изменение температуры: \(\Delta t = 1083 - 25 = 1058\ ^\circ\mathrm{C}\).
2. Вычисляем теплоту нагревания меди до температуры плавления: \(Q_1 = cm\Delta t = 400 \cdot 21 \cdot 1058 = 8\,887\,200\) Дж.
3. Вычисляем теплоту плавления: \(Q_2 = \lambda m = 210\,000 \cdot 21 = 4\,410\,000\) Дж.
4. Находим общее количество теплоты: \(Q = Q_1 + Q_2 = 13\,297\,200\) Дж ≈ 13,3 МДж.

На графике показан примерный ход процесса: температура меди повышается до 1083 °C, а во время плавления остаётся постоянной. Продолжительность этапов условная, поскольку скорость нагревания не задана.

Ответ: потребуется примерно 13,3 МДж теплоты.