Номер 6, страница 23 - гдз по физике 8 класс тренажёр Хмельницкая

Проверочная работа № 4. Температура плавления и кристаллизации. Удельная теплота плавления. Вариант 1 - номер 6, страница 23.

Решение.

6*. Какое количество теплоты необходимо для плавления куска олова массой 100 г, взятого при температуре 32 $^\circ\text{C}$? Изобразите этот процесс графически (см. табличные значения).

Дано:	Решение:	$\text{t}$
Найти:	Ответ:

Решение.

Дано:

m = 100 г

t₁ = 32 °C

Для решения задачи воспользуемся табличными значениями для олова:

Удельная теплоемкость олова: $c = 230 \frac{Дж}{кг \cdot °C}$

Температура плавления олова: $t_{пл} = 232 °C$

Удельная теплота плавления олова: $λ = 59 \frac{кДж}{кг}$

Переведем единицы в систему СИ:

$m = 100 \text{ г} = 0.1 \text{ кг}$

$λ = 59 \frac{кДж}{кг} = 59 \cdot 10^3 \frac{Дж}{кг}$

Найти:

$Q_{общ}$ - ?

Решение:

Процесс, описанный в задаче, состоит из двух этапов:

1. Нагревание твердого олова от начальной температуры $t_1$ до температуры плавления $t_{пл}$.

2. Плавление олова при постоянной температуре $t_{пл}$.

Сначала рассчитаем количество теплоты $Q_1$, необходимое для нагревания олова до температуры плавления. Для этого используем формулу:

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

Подставим числовые значения:

$Q_1 = 230 \frac{Дж}{кг \cdot °C} \cdot 0.1 \text{ кг} \cdot (232 °C - 32 °C) = 23 \frac{Дж}{°C} \cdot 200 °C = 4600 \text{ Дж}$

Далее рассчитаем количество теплоты $Q_2$, необходимое для полного плавления куска олова. Для этого используем формулу:

$Q_2 = λ \cdot m$

Подставим числовые значения:

$Q_2 = 59 \cdot 10^3 \frac{Дж}{кг} \cdot 0.1 \text{ кг} = 5900 \text{ Дж}$

Общее количество теплоты $Q_{общ}$ равно сумме теплоты, затраченной на нагревание и на плавление:

$Q_{общ} = Q_1 + Q_2$

$Q_{общ} = 4600 \text{ Дж} + 5900 \text{ Дж} = 10500 \text{ Дж}$

Это значение также можно выразить в килоджоулях: $10500 \text{ Дж} = 10.5 \text{ кДж}$.

Графически этот процесс можно изобразить как зависимость температуры олова от времени (при условии постоянной мощности нагревателя). График будет состоять из двух участков:

1. Наклонный участок: температура олова растет от 32 °C до 232 °C.

2. Горизонтальный участок (плато плавления): температура олова остается постоянной (232 °C), пока весь кусок не расплавится.

Ответ: для плавления куска олова необходимо 10500 Дж (или 10.5 кДж) теплоты.