Номер 186, страница 31 - гдз по физике 8 класс сборник вопросов и задач Марон, Марон

Тепловые явления. Плавление и отвердевание кристаллических тел. Удельная теплота плавления - номер 186, страница 31.

Условие.

186. В пламени газовой горелки температура распределяется следующим образом: в нижней части пламени $500^\circ\text{C}$, в средней и верхней частях около $1540^\circ\text{C}$. Укажите, в каких слоях пламени будет плавиться тонкая проволочка из алюминия, меди, свинца.

Решение.

Дано:

Температура в нижней части пламени, $t_{нижняя} = 500$ °C

Температура в средней и верхней частях пламени, $t_{средняя/верхняя} = 1540$ °C

Для решения задачи необходимы справочные данные о температурах плавления металлов:

Температура плавления свинца, $t_{пл, Pb} = 327.5$ °C

Температура плавления алюминия, $t_{пл, Al} = 660.3$ °C

Температура плавления меди, $t_{пл, Cu} = 1084.6$ °C

Перевод данных в систему СИ (Кельвин):

Абсолютная температура $\text{T}$ связана с температурой по шкале Цельсия $\text{t}$ соотношением: $T(К) = t(°C) + 273.15$.

$T_{нижняя} = 500 + 273.15 = 773.15$ К

$T_{средняя/верхняя} = 1540 + 273.15 = 1813.15$ К

$T_{пл, Pb} = 327.5 + 273.15 = 600.65$ К

$T_{пл, Al} = 660.3 + 273.15 = 933.45$ К

$T_{пл, Cu} = 1084.6 + 273.15 = 1357.75$ К

Найти:

В каких слоях пламени будет плавиться тонкая проволочка из алюминия, меди и свинца?

Решение:

Для того чтобы тело начало плавиться, температура окружающей среды должна быть равна или выше температуры плавления этого тела. Сравним температуру плавления каждого металла с температурой в различных слоях пламени. Для удобства будем использовать шкалу Цельсия.

алюминий

Температура плавления алюминия $t_{пл, Al} = 660.3$ °C.

В нижней части пламени температура $t_{нижняя} = 500$ °C. Поскольку $t_{пл, Al} > t_{нижняя}$ ($660.3$ °C > $500$ °C), алюминиевая проволока в этой зоне плавиться не будет.

В средней и верхней частях пламени температура $t_{средняя/верхняя} = 1540$ °C. Поскольку $t_{пл, Al} < t_{средняя/верхняя}$ ($660.3$ °C < $1540$ °C), алюминиевая проволока в этих зонах будет плавиться.

Ответ: Проволочка из алюминия будет плавиться в средней и верхней частях пламени.

медь

Температура плавления меди $t_{пл, Cu} = 1084.6$ °C.

В нижней части пламени температура $t_{нижняя} = 500$ °C. Поскольку $t_{пл, Cu} > t_{нижняя}$ ($1084.6$ °C > $500$ °C), медная проволока здесь плавиться не будет.

В средней и верхней частях пламени температура $t_{средняя/верхняя} = 1540$ °C. Поскольку $t_{пл, Cu} < t_{средняя/верхняя}$ ($1084.6$ °C < $1540$ °C), медная проволока в этих частях будет плавиться.

Ответ: Проволочка из меди будет плавиться в средней и верхней частях пламени.

свинец

Температура плавления свинца $t_{пл, Pb} = 327.5$ °C.

В нижней части пламени температура $t_{нижняя} = 500$ °C. Поскольку $t_{пл, Pb} < t_{нижняя}$ ($327.5$ °C < $500$ °C), свинцовая проволока в нижней части пламени будет плавиться.

В средней и верхней частях пламени температура ($1540$ °C) еще выше, следовательно, проволока там тоже будет плавиться ($327.5$ °C < $1540$ °C).

Ответ: Проволочка из свинца будет плавиться во всех слоях пламени.