Задачи для выполнения дома: Выполнить на листочке, сдать для оценки. Какое количество теплоты необходимо, чтобы расплавить ледяную глыбу массой 12,5 т при тем- пературе плавления? Удельная теплота плавле- ния льда 382 кДж/кг. При кристаллизации неизвестное вещество выделило ровно столько энергии, сколько выделяется при сгорании 0,3 Гводорода. Масса данного вещества 3 кг. Можете ли вы сделать обоснованное предположение о том, что это было за вещество? Сколько тепла необходимо для плавления куска свинца массой 500 г, находящегося при температуре 27°С.

Предмет: Физика 1. Расчет теплоты для плавления льда: Дано: * Масса льда: $$m = 12,5 \text{ т} = 12500 \text{ кг}$$ * Удельная теплота плавления льда: $$\lambda = 332 \frac{\text{кДж}}{\text{кг}} = 332000 \frac{\text{Дж}}{\text{кг}}$$ Найти: Количество теплоты $$Q$$. Решение: Количество теплоты, необходимое для плавления, рассчитывается по формуле: $$Q = \lambda \cdot m$$ Подставим значения: $$Q = 332000 \frac{\text{Дж}}{\text{кг}} \cdot 12500 \text{ кг} = 4150000000 \text{ Дж} = 4150 \text{ МДж}$$ Ответ: Для плавления ледяной глыбы массой 12,5 т необходимо 4150 МДж теплоты. 2. Предположение о веществе: Дано: * Энергия, выделившаяся при кристаллизации равна энергии, выделившейся при сгорании 0,3 г водорода. * Масса вещества: $$m = 3 \text{ кг}$$ Нужно сделать предположение о веществе. Решение: Энергия, выделяющаяся при сгорании водорода: $$Q = q \cdot m$$, где $$q$$ - удельная теплота сгорания водорода, которая составляет примерно $$140 \cdot 10^6 \frac{\text{Дж}}{\text{кг}}$$. $$Q = 140 \cdot 10^6 \frac{\text{Дж}}{\text{кг}} \cdot 0,3 \cdot 10^{-3} \text{ кг} = 42000 \text{ Дж}$$ При кристаллизации вещества выделилось 42000 Дж энергии. Удельная теплота кристаллизации/плавления: $$\lambda = \frac{Q}{m} = \frac{42000 \text{ Дж}}{3 \text{ кг}} = 14000 \frac{\text{Дж}}{\text{кг}}$$ По таблицам удельных теплот плавления различных веществ можно предположить, что это парафин (удельная теплота плавления примерно равна $$15000 \frac{\text{Дж}}{\text{кг}}$$). Ответ: Вероятно, это парафин. 3. Расчет теплоты для плавления свинца: Дано: * Масса свинца: $$m = 500 \text{ г} = 0,5 \text{ кг}$$ * Начальная температура: $$t_1 = 27 \text{°C}$$ * Температура плавления свинца: $$t_{\text{пл}} = 327 \text{°C}$$ * Удельная теплоемкость свинца: $$c = 140 \frac{\text{Дж}}{\text{кг} \cdot \text{°C}}$$ * Удельная теплота плавления свинца: $$\lambda = 25 \cdot 10^3 \frac{\text{Дж}}{\text{кг}}$$ Найти: Количество теплоты $$Q$$. Решение: Сначала свинец нужно нагреть до температуры плавления: $$Q_1 = c \cdot m \cdot (t_{\text{пл}} - t_1) = 140 \frac{\text{Дж}}{\text{кг} \cdot \text{°C}} \cdot 0,5 \text{ кг} \cdot (327 - 27) \text{°C} = 140 \cdot 0,5 \cdot 300 \text{ Дж} = 21000 \text{ Дж}$$ Затем свинец нужно расплавить: $$Q_2 = \lambda \cdot m = 25 \cdot 10^3 \frac{\text{Дж}}{\text{кг}} \cdot 0,5 \text{ кг} = 12500 \text{ Дж}$$ Общее количество теплоты: $$Q = Q_1 + Q_2 = 21000 \text{ Дж} + 12500 \text{ Дж} = 33500 \text{ Дж} = 33,5 \text{ кДж}$$ Ответ: Для плавления куска свинца необходимо 33,5 кДж теплоты.