Question

какое количество теплоты необходимо чтобы довести 600 г меди до кипения взятой при температуре 1000 градусов

Answer 1

Ответ:

Необходимо 502,08 кДж тепла на нагревание меди.

Объяснение:

Найти количество теплоты, которое необходимо на нагревание меди от 1000 °С до температуры кипения.

Дано:
m = 600 г = 0,6 кг;
t₁ = 1000 °C;

t₂ = 1085°C (температура плавления меди);

t₃ = 2567°C (температура кипения меди);
с = 400 Дж/кг·град (удельная теплоемкость меди);

λ = 2,1 · 10⁵ Дж/кг (удельная теплота плавления меди).

Найти: Q.

Решение.

1) Для того, чтобы довести 600 г меди до температуры кипения, нужно провести следующие процессы:

- нагреть медь от 1000°C до температуры плавления, на это нужно затратить количество теплоты Q₁;

- расплавить 600 г меди при температуре плавления (то есть перевести ее в жидкое состояние), на это нужно затратить количество теплоты Q₂;

- нагреть жидкую медь от температуры плавления до температуры кипения, на это нужно затратить количество теплоты Q₃.

Общее количество теплоты равно сумме затраченных теплот в этих процессах:
Q = Q₁ + Q₂ + Q₃.

Удельную теплоемкость меди, удельную теплоту плавления, температуру плавления и  кипения возьмем из справочных данных.

• Количество теплоты, необходимое для нагревания тела, определяется по формуле:
  Q = cm(t₂ - t₁),
  где Q - количество теплоты, Дж; c - удельная теплоемкость вещества, Дж/кг·град;  t₁ - начальная температура тела, t₂ - конечная температура тела.

2) Рассчитаем количество теплоты Q₁, необходимое на нагревание меди от 1000°C до температуры плавления t₂ = 1085°С.

Подставим данные в формулу и рассчитаем необходимое количество теплоты:

Q₁ = cm(t₂ - t₁) = 400 Дж/кг·град · 0,6 кг · (1085° - 1000°) =

= 240 · 85 Дж = 20 400 Дж = 20,4 кДж.

• Количество теплоты, необходимое для плавления тела массой m и удельной теплотой плавления λ при температуре плавления вычисляется по формуле:
  Q = λm.
  

3) Рассчитаем количество теплоты Q₂, необходимое на плавление меди массой 0,6 кг.

Q₂ = λm = 2,1 · 10⁵ Дж/кг · 0,6 кг = 1,26 · 10⁵ Дж =

=  1,26 · 10² кДж = 126 кДж.

4) Рассчитаем количество теплоты Q₃, необходимое на нагревание жидкой меди от температуры плавления t₂ = 1085°С до температуры кипения t₃ = 2567°С.

Q₁ = cm(t₃ - t₂) = 400 Дж/кг·град · 0,6 кг · (2567° - 1085°) =

= 240 · 1482 Дж = 355 680 Дж = 355,68 кДж.

5) Рассчитаем общее количество теплоты:

Q = Q₁ + Q₂ + Q₃ = 20,4 кДж + 126 кДж + 355,68 кДж = 502,08 кДж.

Количество теплоты, которое необходимо затратить, чтобы нагреть 600 г меди от 1000 °С до температуры кипения равно 502,08 кДж.