Сколько энергии выделится при кристаллизации и охлаждении от температуры плавления 327 С до 27 С свинцовой пластины размером 2 · 5 · 10 см? (Удельная теплота кристаллизации свинца 0,25 · 105 Дж/кг, удельная теплоемкость воды 140 Дж/кг · °С, плотность свинца 11300 кг/м3).
Для расчета выделившейся энергии при кристаллизации и охлаждении свинцовой пластины воспользуемся следующей формулой:
Q = m * (Qк + Qохл),
где Q - выделившаяся энергия (Дж),
m - масса свинца (кг),
Qк - удельная теплота кристаллизации (Дж/кг),
Qохл - удельная теплоемкость (Дж/кг · °C).
Сначала найдем массу свинца:
V = 2 5 10 = 100 см³ = 0,0001 м³,
m = 0,0001 м³ * 11300 кг/м³ = 1,13 кг.
Теперь можем найти выделившуюся энергию:
Q = 1,13 кг (0,25 10^5 Дж/кг + 140 Дж/кг · °C (327 °C - 27 °C)) = 1,13 кг (0,25 10^5 Дж/кг + 140 Дж/кг · °C 300 °C)
Q = 1,13 кг (0,25 10^5 Дж/кг + 42000 Дж/кг)
Q = 1,13 кг * 67000 Дж/кг = 75410 Дж.
Итак, при кристаллизации и охлаждении свинцовой пластины выделится 75410 Дж энергии.