СР-4. Плавление и отвердевание. Вариант 5. 1. Почему тает снег на тротуаре, посыпанном солью? 2. Объясните, почему повышается температура воздуха при снегопаде и понижается — во время ледохода. 3. Какое количество теплоты потребуется для плавления 24,5 кг алюминия, взятого при температуре 20 °C? Начертите примерный график нагревания и плавления алюминия.

Соль, растворяясь в тонком слое воды на снегу, понижает температуру замерзания раствора. Поэтому снег и лёд могут таять при температуре ниже 0 °C.

При образовании снега водяной пар переходит в твёрдое состояние и выделяет скрытую теплоту, поэтому воздух может нагреваться. При таянии льда тепло поглощается, поэтому во время ледохода окружающая среда охлаждается.

Приняты табличные значения для алюминия: c ≈ 920 Дж/(кг·°C), λ ≈ 3,9·10⁵ Дж/кг, температура плавления ≈ 660 °C.

Нагрев до плавления: Q₁ = cm(tпл − t₀) = 920 · 24,5 · (660 − 20) = 14 425 600 Дж.

Плавление: Q₂ = λm = 3,9·10⁵ · 24,5 = 9 555 000 Дж.

Q = Q₁ + Q₂ = 23 980 600 Дж ≈ 24,0 МДж.

График сначала возрастает от 20 °C до примерно 660 °C, затем имеет горизонтальный участок плавления.

Ответ: приблизительно 24,0 МДж.