ФИЗИКА РЕШЕНИЕ ЗАДАЧИ Кусок свинца массой 2 кг, удельной теплоемкостью равной 130 Дж/(кг⋅К) и имеющего температуру 27 °С, начинают нагревать на плитке постоянной мощности. Через 10 минут от начала нагревания свинец нагрелся до температуры плавления (600 К). Сколько ещё времени потребуется для плавления свинца? Удельная теплота плавления свинца 2,5⋅104 Дж/кг. Какова мощность электрической плитки?
Для решения этой задачи нам необходимо вычислить количество теплоты, необходимое для нагревания свинца до температуры плавления и для его плавления. Затем можно определить мощность электрической плитки.
Количество теплоты, необходимое для нагревания свинца до температуры плавления: Q1 = mcΔT, где m - масса свинца, c - удельная теплоемкость свинца, ΔT - изменение температуры. Q1 = 2 кг 130 Дж/(кг⋅К) (600 К - 27 К) = 151,8 кДж
Количество теплоты, необходимое для плавления свинца: Q2 = mL, где L - удельная теплота плавления. Q2 = 2 кг 2,5⋅104 Дж/кг = 510^4 Дж
Общее количество теплоты, необходимое для плавления: Q = Q1 + Q2 = 151,8 кДж + 5*10^4 Дж = 651,8 кДж
Найдем количество времени, за которое свинец плавится: t = Q / P, где P - мощность электрической плитки. Так как время с начала нагревания до температуры плавления составляет 10 минут (600 секунд), то для плавления остается: t = (651,8 кДж / P) - 600 сек
Для решения уравнения необходимо знать значение мощности электрической плитки (P).
Для решения этой задачи нам необходимо вычислить количество теплоты, необходимое для нагревания свинца до температуры плавления и для его плавления. Затем можно определить мощность электрической плитки.
Количество теплоты, необходимое для нагревания свинца до температуры плавления:
Q1 = mcΔT,
где m - масса свинца, c - удельная теплоемкость свинца, ΔT - изменение температуры.
Q1 = 2 кг 130 Дж/(кг⋅К) (600 К - 27 К) = 151,8 кДж
Количество теплоты, необходимое для плавления свинца:
Q2 = mL,
где L - удельная теплота плавления.
Q2 = 2 кг 2,5⋅104 Дж/кг = 510^4 Дж
Общее количество теплоты, необходимое для плавления:
Найдем количество времени, за которое свинец плавится:Q = Q1 + Q2 = 151,8 кДж + 5*10^4 Дж = 651,8 кДж
t = Q / P,
где P - мощность электрической плитки.
Так как время с начала нагревания до температуры плавления составляет 10 минут (600 секунд), то для плавления остается:
t = (651,8 кДж / P) - 600 сек
Для решения уравнения необходимо знать значение мощности электрической плитки (P).