Алгебра
Английский
Биология
География
Геометрия
История
Русский
Обществознание
Физика
Химия
Информатика
Литература
Математика
Энергия топлива при плавлении нагретого до температуры плавления кристаллического тела расходуется на разрушение межмолекулярных связей.
Удельная теплота плавления показывает, какое количество теплоты нужно сообщить 1 кг кристаллического вещества при температуре плавления, чтобы превратить его в жидкость.
Единица удельной теплоты плавления – джоуль на килограмм (\(\frac{Дж}{кг}\)).
Рассчитать количество теплоты, необходимое для плавления тела или выделившееся при кристаллизации тела, взятого при температуре плавления, можно по формуле: Q = λm.
Мальчик поступил неправильно, когда укутал лед в теплой комнате, чтобы тот растаял быстрее, так как вата – изолятор, обладающий плохой теплопроводностью.
Лед будет плавиться дольше, так как льду при температуре плавления необходимо сообщить большее количество теплоты, чем стали (удельная теплота плавления льда больше, чем у стали).
Если бы удельная теплота плавления льда стала бы такой же, как у свинца, то лед бы таял очень быстро, так как требовалось бы меньшее количество теплоты, чтобы превратить лед в воду.
Лед внесли с улицы в подвал, температура воздуха в котором 0°С. Лед не будет таять, так как не будет происходить теплопередача из-за одинаковой температуры льда и воздуха. Вода будет находиться в двух агрегатных состояниях (твердом и жидком), и чтобы лед растаял, потребуется большее количество теплоты.
В стакане находятся одинаковые массы воды и льда при температуре 0°С. Лед обладает внутренней энергией, и его внутренняя энергия будет равна внутренней энергии воды, так как между ними установился тепловой баланс, и никто больше не отдает или не получает количество теплоты.
|
Дано: m = 100 г λ = 3,4 · 105 \(\frac{Дж}{кг}\) t = 0°С Q = 35 кДж |
СИ 0,1 кг 35000 Дж |
Решение: Количество теплоты, выделяющееся при кристаллизации, равно: Qкр = λm Qкр = 3,4 · 105 × 0,1 = 34000 (Дж) = 34 (кДж) Так как Q > Qкр, значит, вся вода массой 100 г замерзнет. Ответ: вся вода замерзнет. |
|---|---|---|
| Qкр – ? |
|
Дано: m1 = m2 = m = 1 кг λал = 3,9 · 105 \(\frac{Дж}{кг}\) λст = 0,84 · 105 \(\frac{Дж}{кг}\) |
Решение: Q = λm \(\frac{\ Q_{ал}\ }{Q_{ст}}\) = \(\frac{\ \lambda_{ал}m\ }{\lambda_{ст}m}\) = \(\frac{\ \lambda_{ал}\ }{\lambda_{ст}}\) \(\frac{\ Q_{ал}\ }{Q_{ст}}\) = \(\frac{\ 3,9\ \cdot \ 10^{5}\ \ }{0,84\ \cdot \ 10^{5}}\) = 4,6 (раз) Ответ: для плавления алюминия потребуется в 4,6 раз больше энергии. |
|---|---|
| \(\frac{\ Q_{ал}\ }{Q_{ст}}\) – ? |
|
Дано: m = 200 г λ = 0,59 · 105 \(\frac{Дж}{кг}\) t = 232°С |
СИ 0,2 кг |
Решение: Q = λm Q = 0,59 · 105 × 0,2 = 11800 (Дж) = 11,8 (кДж) Ответ: на 11,8 кДж. |
|---|---|---|
| Q – ? |
|
Дано: m = 100 г c = 250 \(\frac{Дж}{кг\ \cdot \ {^\circ}С}\) λ = 0,87 · 105 \(\frac{Дж}{кг}\) t = 1000°С tкр = 962°С |
СИ 0,1 кг |
Решение: Сначала необходимо охладить тело до температуры кристаллизации: Q1 = cm(t – tкр) Q1 = 250 × 0,1 × (1000 – 962) = 950 (Дж) Q2 = λm Q2 = 0,87 · 105 × 0,1 = 8700 (Дж) Q = Q1 + Q2 = 950 + 8700 = 9650 (Дж) Ответ: 9650 Дж. |
|---|---|---|
| Q – ? |
|
Дано: m = 3 кг λ = 3,4 · 105 \(\frac{Дж}{кг}\) t = 0°С потери тепла = 20% |
Решение: а) Q = λm Q = 3,4 · 105 × 3 = 1020 (кДж) б) Если потери энергии составляют 20%, то 1020 кДж – это 80% от всей энергии. Рассчитаем количество теплоты с помощью пропорции: X кДж – 100% 1020 кДж – 80% X = \(\frac{1020 \times 100}{80}\) = 1275 (кДж) Результаты различаются, так как для плавления льда, учитывая теплопотери, требуется большее количество теплоты. Ответ: а) 1020 кДж; б) 1275 кДж. |
|---|---|
| Q – ? |
|
Дано: Q1 = 300 кДж m1 = m2 = 2 кг Q2 = 200 кДж |
СИ 300000 Дж 200000 Дж |
Решение: Q = λm λ = \(\frac{Q}{m}\) λ1 = \(\frac{300000}{2}\) = 1,5 · 105 ( \(\frac{Дж}{кг}\) ) λ2 = \(\frac{200000}{2}\) = 1 · 105 ( \(\frac{Дж}{кг}\) ) \(\frac{\lambda_{1}}{\lambda_{2}}\) = \(\frac{1,5\ \cdot \ 10^{5}}{1\ \cdot \ 10^{5}}\) = 1,5 (раз) Ответ: Удельная теплота плавления первого вещества больше в 1,5 раза. |
|---|---|---|
|
λ1, λ2 – ? \(\frac{\lambda_{1}}{\lambda_{2}}\) – ? |
-
1) Чтобы приготовить чай, турист положил в котелок лёд массой 4 кг, имеющий температуру -5°С. Какое количество теплоты необходимо для превращения этого льда в кипяток при температуре 100°С? Энергию, израсходованную на нагревание котелка, не учитывать.
2) Сколько количества теплоты нужно затратить, чтобы расплавить золото массой 4 кг при температуре 1000°С?
3) Сколько энергии требуется затратить, чтобы расплавить свинец массой 20 кг при температуре плавления?
Температура плавления свинца tпл.св = 327°С , а температура плавления железа tпл.жел = 1539°С, значит, свинец можно расплавить с помощью пламени свечи, а железо нельзя, так как температура плавления железа больше температуры пламени свечи (600 – 1300°С).
