СР-4. Плавление и отвердевание. Вариант 3. 1. Почему лёд не сразу тает, если его внести с мороза в натопленную комнату? 2. Почему самовар не расплавляется от горячих углей, если он наполнен водой, и расплавляется, если в него забудут налить воду? 3. Какое количество теплоты необходимо для плавления 240 г олова, если его начальная температура 22 °C? Начертите примерный график нагревания и плавления олова.

Лёд сначала должен нагреться от своей отрицательной начальной температуры до 0 °C. Только после этого подводимое тепло расходуется на плавление, поэтому лёд тает не сразу.

Пока в самоваре есть вода, его стенки охлаждаются передачей тепла воде, температура которой при обычном давлении не превышает примерно 100 °C. Это намного ниже температуры плавления металла самовара. Без воды металл может нагреться от углей до температуры плавления и расплавиться.

Приняты табличные значения для олова: c ≈ 230 Дж/(кг·°C), λ ≈ 5,9·10⁴ Дж/кг, температура плавления ≈ 232 °C. Масса m = 240 г = 0,240 кг.

Нагрев до плавления: Q₁ = cm(tпл − t₀) = 230 · 0,240 · (232 − 22) = 11 592 Дж.

Плавление: Q₂ = λm = 5,9·10⁴ · 0,240 = 14 160 Дж.

Q = Q₁ + Q₂ = 25 752 Дж ≈ 25,8 кДж.

График нагревания возрастает от 22 °C до примерно 232 °C, затем остаётся горизонтальным во время плавления.

Ответ: приблизительно 25,8 кДж.