В4. 3. Какое количество теплоты выделится при отвердевании 3 т меди, взятой при температуре 2000 °C?

При 2000 °C медь жидкая и горячее своей температуры плавления (примерно 1084 °C). Поэтому при охлаждении до температуры кристаллизации и последующем отвердевании выделится теплота и при охлаждении жидкости, и при кристаллизации. Для оценки возьмём удельную теплоёмкость жидкой меди c ≈ 500 Дж/(кг·°C), а удельную теплоту плавления λ ≈ 2,1·10⁵ Дж/кг.

Дано: m = 3 т = 3000 кг; Δt = 2000 − 1084 = 916 °C.

При охлаждении жидкой меди: Q₁ = cmΔt = 500 · 3000 · 916 = 1,374·10⁹ Дж.

При кристаллизации: Q₂ = λm = 2,1·10⁵ · 3000 = 6,3·10⁸ Дж.

Всего: Q = Q₁ + Q₂ = 2,004·10⁹ Дж ≈ 2,0·10⁹ Дж. Значение приблизительное, поскольку теплоёмкость жидкой меди взята приближённо.

Ответ: примерно 2,0·10⁹ Дж.