Номер 9, страница 34 - гдз по физике 8 класс учебник Изергин

Глава I. Тепловые явления. Параграф 5. Плавление и кристаллизация - номер 9, страница 34.

Условие.

9. Какое количество теплоты необходимо, чтобы нагреть и расплавить кусок меди массой 20 кг, взятый при температуре 25 o C?

Решение.

Дано:

$m = 20$ кг

$t_1 = 25$ °C

Удельная теплоемкость меди: $c = 400 \frac{Дж}{кг \cdot °C}$

Температура плавления меди: $t_{пл} = 1083$ °C

Удельная теплота плавления меди: $\lambda = 2.1 \cdot 10^5 \frac{Дж}{кг}$

Найти:

$Q_{общ}$ - ?

Решение:

Для того чтобы нагреть и расплавить кусок меди, необходимо сообщить ему количество теплоты, которое состоит из двух частей:

1. Количество теплоты $Q_1$, необходимое для нагревания меди от начальной температуры $t_1$ до температуры плавления $t_{пл}$.

2. Количество теплоты $Q_2$, необходимое для плавления меди при температуре плавления.

Общее количество теплоты $Q_{общ}$ равно сумме $Q_1$ и $Q_2$: $Q_{общ} = Q_1 + Q_2$.

Рассчитаем количество теплоты для нагревания по формуле:

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

Подставим значения:

$Q_1 = 400 \frac{Дж}{кг \cdot °C} \cdot 20 \text{ кг} \cdot (1083 \text{°C} - 25 \text{°C}) = 8000 \cdot 1058 = 8 464 000 \text{ Дж}$

Рассчитаем количество теплоты для плавления по формуле:

$Q_2 = \lambda \cdot m$

Подставим значения:

$Q_2 = 2.1 \cdot 10^5 \frac{Дж}{кг} \cdot 20 \text{ кг} = 4 200 000 \text{ Дж}$

Теперь найдем общее количество теплоты:

$Q_{общ} = Q_1 + Q_2 = 8 464 000 \text{ Дж} + 4 200 000 \text{ Дж} = 12 664 000 \text{ Дж}$

Переведем джоули в мегаджоули (МДж), зная, что $1 \text{ МДж} = 10^6 \text{ Дж}$:

$Q_{общ} = 12.664 \text{ МДж}$

Ответ: необходимое количество теплоты равно $12.664$ МДж.