Номер 213, страница 37 - гдз по физике 8 класс сборник вопросов и задач Марон, Марон

Тепловые явления. Плавление и отвердевание кристаллических тел. Удельная теплота плавления - номер 213, страница 37.

Условие.

213. Куску свинца массой $200 \text{ г}$ при температуре $327 ^\circ\text{C}$ было передано количество теплоты, равное $5.3 \text{ кДж}$. В каком состоянии находится свинец и повысилась ли его температура?

Решение.

Дано:

$m = 200 \text{ г}$

$t_1 = 327 \text{ °C}$

$Q = 5,3 \text{ кДж}$

Перевод в систему СИ:

$m = 0,2 \text{ кг}$

$Q = 5,3 \cdot 10^3 \text{ Дж} = 5300 \text{ Дж}$

Найти:

Агрегатное состояние свинца - ?

Повысилась ли температура - ?

Решение:

Для решения задачи воспользуемся справочными данными для свинца. Температура плавления свинца $t_{пл} = 327 \text{ °C}$, а удельная теплота плавления $\lambda = 2,5 \cdot 10^4 \text{ Дж/кг}$.

Начальная температура свинца, согласно условию, составляет $327 \text{ °C}$, что в точности равно его температуре плавления. Это означает, что свинец находится в твердом состоянии и готов начать плавиться. Процесс плавления происходит при постоянной температуре.

Вычислим, какое количество теплоты $Q_{пл}$ необходимо, чтобы полностью расплавить весь кусок свинца. Для этого используем формулу:

$Q_{пл} = \lambda \cdot m$

Подставим числовые значения в формулу:

$Q_{пл} = 2,5 \cdot 10^4 \text{ Дж/кг} \cdot 0,2 \text{ кг} = 5000 \text{ Дж}$.

По условию задачи, свинцу было передано количество теплоты $Q = 5,3 \text{ кДж} = 5300 \text{ Дж}$.

Сравним переданное количество теплоты $\text{Q}$ с теплотой, необходимой для полного плавления $Q_{пл}$. Мы видим, что $Q > Q_{пл}$ ($5300 \text{ Дж} > 5000 \text{ Дж}$).

Это означает, что переданной энергии хватило, чтобы полностью расплавить весь свинец. Следовательно, свинец перейдет в жидкое агрегатное состояние.

После завершения плавления останется избыток теплоты:

$Q_{ост} = Q - Q_{пл} = 5300 \text{ Дж} - 5000 \text{ Дж} = 300 \text{ Дж}$.

Этот избыток теплоты ($300 \text{ Дж}$) пойдет на нагрев уже жидкого свинца, поэтому его температура повысится и станет больше $327 \text{ °C}$.

Ответ:

Свинец будет находиться в жидком состоянии, его температура повысится.