Номер 17.5, страница 42 - гдз по физике 8 класс рабочая тетрадь Ханнанова

Тепловые явления - номер 17.5, страница 42.

Условие.

Задание 17.5. Оловянный брусок массой 0,2 кг нагрели от 150 до 290 °С. Какое количество теплоты было при этом передано бруску? Описанный процесс соответствует участкам LM, MN и NO графика в задании 17.2. При решении задачи можно воспользоваться результатами выполнения задания 17.3. Удельная теплоёмкость твёрдого олова $c_{\text{о. тв}} = 230 \frac{\text{Дж}}{\text{кг} \cdot \text{°С}}$, а жидкого олова $c_{\text{о. ж}} = 270 \frac{\text{Дж}}{\text{кг} \cdot \text{°С}}$.

Дано:

Решение:

$Q = Q_{LM} + Q_{MN} + Q_{NO}$

Ответ:

Решение.

Дано:

$m = 0,2 \, кг$
$t_1 = 150 \, °С$
$t_2 = 290 \, °С$
$c_{о.тв} = 230 \, \frac{Дж}{кг \cdot °С}$
$c_{о.ж} = 270 \, \frac{Дж}{кг \cdot °С}$
Температура плавления олова $t_{пл} = 232 \, °С$ (справочное значение)
Удельная теплота плавления олова $\lambda = 59000 \, \frac{Дж}{кг}$ (справочное значение)

Найти:

$\text{Q}$ - ?

Решение:

Общее количество теплоты $\text{Q}$, переданное оловянному бруску, складывается из трёх частей, соответствующих трём процессам: нагревание твёрдого олова, его плавление и нагревание жидкого олова.

$Q = Q_{LM} + Q_{MN} + Q_{NO}$

1. Участок LM: Нагревание твёрдого олова от начальной температуры $t_1 = 150 \, °С$ до температуры плавления $t_{пл} = 232 \, °С$. Количество теплоты $Q_{LM}$ рассчитывается по формуле:

$Q_{LM} = c_{о.тв} \cdot m \cdot (t_{пл} - t_1)$

$Q_{LM} = 230 \, \frac{Дж}{кг \cdot °С} \cdot 0,2 \, кг \cdot (232 \, °С - 150 \, °С) = 46 \cdot 82 = 3772 \, Дж$

2. Участок MN: Плавление олова при постоянной температуре $t_{пл} = 232 \, °С$. Количество теплоты $Q_{MN}$, необходимое для плавления, рассчитывается по формуле:

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

$Q_{MN} = 59000 \, \frac{Дж}{кг} \cdot 0,2 \, кг = 11800 \, Дж$

3. Участок NO: Нагревание жидкого олова от температуры плавления $t_{пл} = 232 \, °С$ до конечной температуры $t_2 = 290 \, °С$. Количество теплоты $Q_{NO}$ рассчитывается по формуле:

$Q_{NO} = c_{о.ж} \cdot m \cdot (t_2 - t_{пл})$

$Q_{NO} = 270 \, \frac{Дж}{кг \cdot °С} \cdot 0,2 \, кг \cdot (290 \, °С - 232 \, °С) = 54 \cdot 58 = 3132 \, Дж$

Теперь найдём общее количество теплоты, просуммировав теплоту каждого процесса:

$Q = Q_{LM} + Q_{MN} + Q_{NO} = 3772 \, Дж + 11800 \, Дж + 3132 \, Дж = 18704 \, Дж$

Ответ: $18704 \, Дж$.