Номер 17.6, страница 42 - гдз по физике 8 класс рабочая тетрадь Ханнанова

Тепловые явления - номер 17.6, страница 42.

Условие.

Задание 17.6. Расплавленное олово массой 100 г залили в форму при температуре 232 °С. В результате охлаждения произошло отвердевание олова. Какое количество теплоты было передано оловом окружающей среде к моменту его охлаждения до 190 °С? Описанный процесс соответствует участкам $\text{PR}$ и $\text{RS}$ графика в задании 17.2.

Решение.

Дано:

$m = 100$ г
$t_{1} = 232$ °C
$t_{2} = 190$ °C
$\lambda = 5,9 \cdot 10^4$ Дж/кг (удельная теплота плавления олова)
$c = 230$ Дж/(кг·°С) (удельная теплоемкость твердого олова)

СИ:
$m = 0,1$ кг

Найти:

$\text{Q}$ - ?

Решение:

Процесс, описанный в задаче, состоит из двух этапов, которые соответствуют участкам PR и RS на графике зависимости температуры от времени для остывающего вещества.

1. Участок PR: Кристаллизация олова. Расплавленное олово при температуре плавления (232 °С) отвердевает. Температура при этом не меняется, но выделяется теплота. Количество теплоты $Q_1$, выделяемое при кристаллизации, рассчитывается по формуле:

$Q_1 = \lambda \cdot m$

2. Участок RS: Охлаждение твердого олова. После полного отвердевания олово, уже в твердом состоянии, остывает от температуры кристаллизации $t_1$ до конечной температуры $t_2$. Количество теплоты $Q_2$, выделяемое при охлаждении, рассчитывается по формуле:

$Q_2 = c \cdot m \cdot (t_1 - t_2)$

Общее количество теплоты $\text{Q}$, которое было передано оловом окружающей среде, равно сумме теплоты, выделившейся на каждом из этих этапов:

$Q = Q_1 + Q_2$

Выполним расчеты:

$Q_1 = 5,9 \cdot 10^4 \frac{Дж}{кг} \cdot 0,1 кг = 5900$ Дж

$Q_2 = 230 \frac{Дж}{кг \cdot °С} \cdot 0,1 кг \cdot (232 °С - 190 °С) = 23 \frac{Дж}{°С} \cdot 42 °С = 966$ Дж

$Q = 5900 Дж + 966 Дж = 6866$ Дж

Ответ: количество теплоты, переданное оловом окружающей среде, составляет 6866 Дж.