Номер 14, страница 55, часть 1 - гдз по физике 8 класс рабочая тетрадь Грачев, Погожев

Часть 1. Глава 3. Изменение агрегатных состояний вещества. Параграф 21. Плавление и кристаллизация. Удельная теплота плавления - номер 14, страница 55.

Условие.

14. Определите количество теплоты, необходимое для нагревания и последующего плавления 0,1 кг свинца, взятого при температуре 20 °С.

Ответ: ________.

Решение.

Дано:

Масса свинца, $m = 0,1$ кг
Начальная температура свинца, $t_1 = 20$ °С
Для решения задачи потребуются справочные данные для свинца:
Удельная теплоемкость свинца, $c = 140 \frac{Дж}{кг \cdot °С}$
Температура плавления свинца, $t_{плавления} = 327$ °С
Удельная теплота плавления свинца, $\lambda = 2,5 \cdot 10^4 \frac{Дж}{кг}$

Все величины даны в Международной системе единиц (СИ) или в единицах, совместимых с ней, поэтому перевод не требуется.

Найти:

Общее количество теплоты, $\text{Q}$.

Решение:

Процесс состоит из двух этапов:
1. Нагревание свинца от начальной температуры $t_1$ до температуры плавления $t_{плавления}$. Количество теплоты, необходимое для этого, обозначим $Q_1$.
2. Плавление свинца при постоянной температуре $t_{плавления}$. Количество теплоты, необходимое для этого, обозначим $Q_2$.

Общее количество теплоты $\text{Q}$ равно сумме теплоты, затраченной на каждом этапе:
$Q = Q_1 + Q_2$

Количество теплоты, необходимое для нагревания тела, вычисляется по формуле:
$Q_1 = c \cdot m \cdot (t_{плавления} - t_1)$
где $\text{c}$ — удельная теплоемкость вещества, $\text{m}$ — масса тела, $(t_{плавления} - t_1)$ — разность конечной и начальной температур.

Количество теплоты, необходимое для плавления тела, уже нагретого до температуры плавления, вычисляется по формуле:
$Q_2 = \lambda \cdot m$
где $\lambda$ — удельная теплота плавления вещества, $\text{m}$ — масса тела.

Таким образом, итоговая формула для расчета общего количества теплоты:
$Q = c \cdot m \cdot (t_{плавления} - t_1) + \lambda \cdot m$

Подставим числовые значения и произведем расчеты:
1. Рассчитаем количество теплоты для нагревания свинца:
$Q_1 = 140 \frac{Дж}{кг \cdot °С} \cdot 0,1 \text{ кг} \cdot (327 \text{ °С} - 20 \text{ °С}) = 14 \frac{Дж}{°С} \cdot 307 \text{ °С} = 4298 \text{ Дж}$

2. Рассчитаем количество теплоты для плавления свинца:
$Q_2 = 2,5 \cdot 10^4 \frac{Дж}{кг} \cdot 0,1 \text{ кг} = 2500 \text{ Дж}$

3. Найдем общее количество теплоты:
$Q = Q_1 + Q_2 = 4298 \text{ Дж} + 2500 \text{ Дж} = 6798 \text{ Дж}$

Ответ: 6798 Дж.