3. Какое количество теплоты потребуется для плавления 24,5 кг алюминия, взятого при температуре 20 °C? Начертите примерный график нагревания и плавления алюминия.

Считаем, что требуется нагреть алюминий до температуры плавления и полностью расплавить его. Используем табличные значения: удельная теплоёмкость алюминия примерно 920 Дж/(кг·°C), температура плавления примерно 660 °C, удельная теплота плавления примерно 390 кДж/кг.

1. Нагревание до температуры плавления: разность температур равна 660 − 20 = 640 °C. Тогда Q₁ = cmΔT = 920 · 24,5 · 640 = 14 425 600 Дж.
2. Плавление: Q₂ = λm = 390 000 · 24,5 = 9 555 000 Дж.
3. Общее количество теплоты: Q = Q₁ + Q₂ = 23 980 600 Дж ≈ 24,0 МДж.

На графике показана зависимость температуры от полученной теплоты: сначала температура алюминия растёт, а во время плавления остаётся постоянной.

Ответ: потребуется примерно 2,40 · 10⁷ Дж, или 24,0 МДж теплоты.