Номер 17.4, страница 41 - гдз по физике 8 класс рабочая тетрадь Ханнанова

Тепловые явления - номер 17.4, страница 41.

Условие.

Задание 17.4. Медный брусок массой 0,4 кг нагрели от 20 °С до температуры плавления и затем полностью расплавили. Какое количество теплоты было передано при этом бруску?

Решение.

Дано:

Масса медного бруска, $m = 0,4$ кг
Начальная температура, $t_1 = 20$ °C
Справочные данные для меди:
Удельная теплоемкость, $c = 400 \frac{Дж}{кг \cdot °C}$
Температура плавления, $t_{плавл} = 1083$ °C
Удельная теплота плавления, $\lambda = 2,1 \cdot 10^5 \frac{Дж}{кг}$

Найти:

Общее количество теплоты, $\text{Q}$

Решение:

Процесс передачи тепла бруску можно разделить на два этапа:

1. Нагревание твердого медного бруска от начальной температуры $t_1$ до температуры плавления $t_{плавл}$. Количество теплоты $Q_1$, необходимое для этого, рассчитывается по формуле:

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

2. Плавление бруска при постоянной температуре $t_{плавл}$. Количество теплоты $Q_2$, необходимое для этого, рассчитывается по формуле:

$Q_2 = \lambda \cdot m$

Общее количество теплоты $\text{Q}$, переданное бруску, равно сумме количеств теплоты на каждом этапе:

$Q = Q_1 + Q_2 = c \cdot m \cdot (t_{плавл} - t_1) + \lambda \cdot m$

Подставим числовые значения и выполним расчеты.

Вычислим количество теплоты, затраченное на нагревание:

$Q_1 = 400 \frac{Дж}{кг \cdot °C} \cdot 0,4 \, кг \cdot (1083 °C - 20 °C) = 160 \frac{Дж}{°C} \cdot 1063 °C = 170080 \, Дж$

Вычислим количество теплоты, затраченное на плавление:

$Q_2 = 2,1 \cdot 10^5 \frac{Дж}{кг} \cdot 0,4 \, кг = 84000 \, Дж$

Найдем общее количество теплоты:

$Q = 170080 \, Дж + 84000 \, Дж = 254080 \, Дж$

Для удобства можно выразить ответ в килоджоулях (кДж):

$254080 \, Дж = 254,08 \, кДж$

Ответ: было передано $254080 \, Дж$ (или $254,08 \, кДж$) теплоты.