Номер 6.29, страница 31 - гдз по физике 8 класс задачник Генденштейн, Кирик

Тепловые явления. 6. Плавление и кристаллизация - номер 6.29, страница 31.

Условие.

6.29. Как вы думаете, какого условия не хватает, чтобы дать ответ на вопрос: сколько нужно энергии, чтобы расплавить полностью свинец массой 1 кг?

Решение.

Для того чтобы рассчитать количество энергии (теплоты), необходимое для полного расплавления свинца, нужно учесть два возможных процесса:

1. Нагревание свинца от его начальной температуры до температуры плавления.

2. Плавление свинца при температуре плавления.

Общее количество необходимой энергии $\text{Q}$ будет равно сумме энергии, затраченной на нагревание ($Q_1$), и энергии, затраченной на плавление ($Q_2$):

$Q = Q_1 + Q_2$

Количество энергии, необходимое для нагревания тела, рассчитывается по формуле:

$Q_1 = c \cdot m \cdot (t_{пл} - t_1)$

где:

• c – удельная теплоемкость свинца (справочная величина),
• m – масса свинца (дана в условии, 1 кг),
• t_пл – температура плавления свинца (справочная величина, ≈ 327 °C),
• t₁ – начальная температура свинца.

Количество энергии, необходимое для плавления тела, которое уже нагрето до температуры плавления, рассчитывается по формуле:

$Q_2 = \lambda \cdot m$

где:

• λ – удельная теплота плавления свинца (справочная величина),
• m – масса свинца (1 кг).

Из анализа этих формул видно, что для полного расчета общего количества энергии $\text{Q}$ нам известна масса ($\text{m}$). Мы также можем найти в справочниках физические константы для свинца: удельную теплоемкость ($\text{c}$), удельную теплоту плавления ($λ$) и температуру плавления ($t_{пл}$).

Однако в условии задачи не указана начальная температура свинца ($t_1$). Без этого значения невозможно рассчитать $Q_1$ — энергию, необходимую для нагрева свинца до его температуры плавления. Если предположить, что свинец уже находится при температуре плавления, то $t_1 = t_{пл}$ и, следовательно, $Q_1 = 0$. Но так как это условие отсутствует, дать однозначный численный ответ на вопрос задачи невозможно.

Ответ: Для ответа на вопрос не хватает условия о начальной температуре свинца.