5. В электропаяльнике при напряжении 220 В возникает ток силой 0,2 А. Какое количество олова, взятого при 22 °С, можно расплавить за 2 мин, если КПД паяльника 90%? Удельная тепло- емкость олова 230 Дж/кг·К, его удельная теплота плавления 59 000 Дж/кг. Температура плавления олова 232 °C.

Ответ: За 2 минуты можно расплавить приблизительно 0.043 кг олова.

1. Дано:
   • Напряжение, U = 220 В.
   • Сила тока, I = 0.2 А.
   • Время, t = 2 мин = 120 с.
   • Начальная температура, T₁ = 22 °C.
   • Температура плавления, Tпл = 232 °C.
   • Удельная теплоемкость олова, c = 230 Дж/(кг·К).
   • Удельная теплота плавления, λ = 59000 Дж/кг.
   • КПД, η = 90% = 0.9.
2. Энергия, выделяемая паяльником:
   • P = U * I = 220 В * 0.2 А = 44 Вт.
   • Qобщ = P * t = 44 Вт * 120 с = 5280 Дж.
3. Полезная энергия:
   • Qполезн = Qобщ * η = 5280 Дж * 0.9 = 4752 Дж.
4. Количество теплоты для нагрева олова до температуры плавления:
   • Qнагр = m * c * (Tпл - T₁) = m * 230 Дж/(кг·К) * (232 °C - 22 °C) = m * 230 * 210 = m * 48300 Дж/кг.
5. Количество теплоты для плавления олова:
   • Qпл = m * λ = m * 59000 Дж/кг.
6. Общее количество теплоты:
   • Qполезн = Qнагр + Qпл = m * 48300 Дж/кг + m * 59000 Дж/кг = m * 107300 Дж/кг.
7. Масса олова:
   • m = Qполезн / 107300 = 4752 Дж / 107300 Дж/кг ≈ 0.044 кг.

Ответ: За 2 минуты можно расплавить приблизительно 0.044 кг олова.