Номер 219, страница 38 - гдз по физике 8 класс сборник вопросов и задач Марон, Марон

Тепловые явления. Плавление и отвердевание кристаллических тел. Удельная теплота плавления - номер 219, страница 38.

Условие.

219. Определите по графику (рис. 35), какое количество теплоты выделяется при охлаждении и кристаллизации вещества массой 10 кг.

Рис. 35

Решение.

Дано:

m = 10 кг

Из графика:

Начальная температура вещества (жидкость), $t_1 = 40 \°C$

Температура кристаллизации, $t_{крист} = 0 \°C$

Поскольку температура кристаллизации вещества равна $0 \°C$, можно предположить, что это вода. Для решения задачи воспользуемся справочными данными для воды.

Удельная теплоемкость воды, $c = 4200 \frac{\text{Дж}}{\text{кг} \cdot \°C}$

Удельная теплота кристаллизации воды, $\lambda = 3,3 \cdot 10^5 \frac{\text{Дж}}{\text{кг}}$

Найти:

$\text{Q}$ — ?

Решение:

Общее количество теплоты, выделившееся в процессе, складывается из двух частей: теплоты, выделившейся при охлаждении жидкого вещества до температуры кристаллизации ($Q_1$), и теплоты, выделившейся в процессе кристаллизации ($Q_2$).

1. Рассчитаем количество теплоты, которое выделяется при охлаждении вещества от $40 \°C$ до $0 \°C$.

Формула для расчета количества теплоты при охлаждении:

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

Подставляем значения:

$Q_1 = 4200 \frac{\text{Дж}}{\text{кг} \cdot \°C} \cdot 10 \, \text{кг} \cdot (40 \°C - 0 \°C) = 1680000 \, \text{Дж} = 1,68 \, \text{МДж}$

2. Рассчитаем количество теплоты, которое выделяется при кристаллизации вещества при постоянной температуре $0 \°C$.

Формула для расчета количества теплоты при кристаллизации:

$Q_2 = \lambda \cdot m$

Подставляем значения:

$Q_2 = 3,3 \cdot 10^5 \frac{\text{Дж}}{\text{кг}} \cdot 10 \, \text{кг} = 3300000 \, \text{Дж} = 3,3 \, \text{МДж}$

3. Найдем общее количество выделившейся теплоты:

$Q = Q_1 + Q_2$

$Q = 1,68 \, \text{МДж} + 3,3 \, \text{МДж} = 4,98 \, \text{МДж}$

Ответ: при охлаждении и кристаллизации вещества выделяется 4,98 МДж теплоты.