Номер 5, страница 55 - гдз по физике 8 класс учебник Пёрышкин, Иванов

5. На сколько возрастёт внутренняя энергия куска олова массой 200 г, взятого при температуре 232 °C, если его полностью расплавить?

Дано:

Масса олова, $m = 200 \text{ г}$

Начальная температура олова, $t = 232 \text{ °C}$

$m = 200 \text{ г} = 0.2 \text{ кг}$

Найти:

Изменение внутренней энергии, $\Delta U$

Решение:

Увеличение внутренней энергии $\Delta U$ тела при плавлении происходит за счет полученного им количества теплоты $Q$. Если тело не совершает работу, то изменение его внутренней энергии равно количеству подведенной теплоты:

$\Delta U = Q$

В условии задачи указано, что кусок олова взят при температуре $232 \text{ °C}$. Температура плавления олова, согласно справочным данным, составляет $t_{пл} = 232 \text{ °C}$. Это означает, что олово уже находится при температуре плавления, и для начала процесса не требуется дополнительный нагрев.

Следовательно, вся сообщаемая олову энергия будет расходоваться на процесс плавления, то есть на разрушение кристаллической решетки и переход вещества из твердого агрегатного состояния в жидкое. Количество теплоты, необходимое для плавления тела массой $m$, уже находящегося при температуре плавления, рассчитывается по формуле:

$Q = \lambda \cdot m$

где $\lambda$ — это удельная теплота плавления вещества. Для олова это справочная величина, равная $\lambda = 5.9 \cdot 10^4 \frac{\text{Дж}}{\text{кг}}$.

Подставим известные значения в формулу и произведем расчет:

$Q = 5.9 \cdot 10^4 \frac{\text{Дж}}{\text{кг}} \cdot 0.2 \text{ кг} = 1.18 \cdot 10^4 \text{ Дж}$

Результат можно выразить в килоджоулях (кДж), зная, что $1 \text{ кДж} = 1000 \text{ Дж}$:

$1.18 \cdot 10^4 \text{ Дж} = 11800 \text{ Дж} = 11.8 \text{ кДж}$

Таким образом, внутренняя энергия куска олова возрастет на $11.8 \text{ кДж}$.

Ответ: $11.8 \text{ кДж}$.