Номер 17.3, страница 41 - гдз по физике 8 класс рабочая тетрадь Ханнанова

Тепловые явления - номер 17.3, страница 41.

Условие.

Задание 17.3. Оловянную деталь массой 0,2 кг вначале нагрели до температуры плавления, а затем полностью расплавили. Какое при этом количество теплоты потребовалось? Описанный процесс соответствует участкам $\text{LM}$ и $\text{MN}$ графика в задании 17.2.

Дано:

Решение:

$Q = Q_{LM} + Q_{MN}$.

$Q_{LM} = \underset{\text{формула}}{\underline{\hspace{3em}}}$;

$Q_{MN} = \underset{\text{формула}}{\underline{\hspace{3em}}}$.

Ответ:

Решение.

Дано:

$m = 0,2$ кг

Материал: олово

$c = 230 \frac{\text{Дж}}{\text{кг} \cdot \text{°C}}$ (удельная теплоемкость олова)

$\lambda = 5,9 \cdot 10^4 \frac{\text{Дж}}{\text{кг}}$ (удельная теплота плавления олова)

$T_{плавления} = 232$ °C (температура плавления олова)

Поскольку процесс соответствует участкам графика в задании 17.2, начальную температуру олова возьмем из этого графика. Обычно в таких задачах она составляет 32 °C.

$T_{начальная} = 32$ °C

Найти:

$\text{Q}$ - ?

Решение:

Общее количество теплоты $\text{Q}$ состоит из двух частей: количества теплоты $Q_{LM}$, необходимого для нагревания оловянной детали до температуры плавления, и количества теплоты $Q_{MN}$, необходимого для её полного плавления.

$Q = Q_{LM} + Q_{MN}$

Количество теплоты для нагревания детали (участок LM) вычисляется по формуле:

$Q_{LM} = c \cdot m \cdot (T_{плавления} - T_{начальная})$;

Количество теплоты для плавления детали (участок MN) вычисляется по формуле:

$Q_{MN} = \lambda \cdot m$.

Подставим числовые значения в формулы и выполним расчеты.

1. Расчет теплоты для нагревания:

$Q_{LM} = 230 \frac{\text{Дж}}{\text{кг} \cdot \text{°C}} \cdot 0,2 \text{ кг} \cdot (232 \text{°C} - 32 \text{°C}) = 230 \cdot 0,2 \cdot 200 = 9200$ Дж.

2. Расчет теплоты для плавления:

$Q_{MN} = 5,9 \cdot 10^4 \frac{\text{Дж}}{\text{кг}} \cdot 0,2 \text{ кг} = 59000 \cdot 0,2 = 11800$ Дж.

3. Расчет общего количества теплоты:

$Q = 9200 \text{ Дж} + 11800 \text{ Дж} = 21000$ Дж.

Для удобства можно перевести результат в килоджоули:

$21000 \text{ Дж} = 21$ кДж.

Ответ: для нагревания и полного плавления оловянной детали потребовалось $21000$ Дж (или $21$ кДж) теплоты.