предполагается равной t2=0оС. Плотность свинца при t1=327оС равна ρ1=11,34 г/см3, удельная теплоемкость свинца равна С=130 Дж/(кг*оС), удельная теплота плавления свинца равна ΔH=24,5 кДж/кг. Удельная теплоемкость льда равна с=2,09 кДж/(кг*оС), удельная теплота плавления льда равна ΔHl=334 кДж/кг.
Vetka_9489
Для решения данной задачи, нам необходимо определить количество теплоты, которое необходимо передать свинцу, чтобы его температура изменилась от t1 до t2.
Шаг 1: Определяем количество теплоты, необходимое для охлаждения свинца от t1 до 0°C.
\[
Q_1 = m \cdot C \cdot \Delta t
\]
где \(Q_1\) - количество теплоты, \(m\) - масса свинца, \(C\) - удельная теплоемкость свинца, \(\Delta t\) - изменение температуры
Так как плотность свинца равна \(11,34 \, \text{г/см}^3\), можем найти массу свинца:
\[
m = V \cdot \rho_1
\]
где \(V\) - объем свинца, \(\rho_1\) - плотность свинца при \(t1=327^\circ C\)
Так как свинец находится при \(0^\circ C\), его объем не меняется. Тогда:
\[
V = \frac{m}{\rho_1}
\]
получаем:
\[
Q_1 = \frac{m}{\rho_1} \cdot C \cdot \Delta t
\]
Шаг 2: Определяем количество теплоты, необходимое для плавления свинца при \(0^\circ C\).
\[
Q_2 = m \cdot \Delta H
\]
где \(Q_2\) - количество теплоты, необходимое для плавления свинца, \(\Delta H\) - удельная теплота плавления свинца.
Шаг 3: Определяем количество теплоты, которое нужно отнять у льда, чтобы он полностью замерз.
\[
Q_3 = m \cdot \Delta H_l
\]
где \(Q_3\) - количество теплоты, необходимое для замерзания льда, \(\Delta H_l\) - удельная теплота плавления льда.
Шаг 4: Определяем количество теплоты, которое нужно отнять у льда, чтобы его температура изменилась от 0°C до \(t_2\).
\[
Q_4 = m \cdot C \cdot \Delta t_2
\]
где \(Q_4\) - количество теплоты, \(t_2\) - конечная температура льда
Шаг 5: Найдем общее количество теплоты, необходимое для охлаждения свинца и замерзания льда. Так как процессы охлаждения и замерзания происходят при постоянном давлении, можно пренебречь эффектами связанными с изменением объема веществ.
\[
Q_{\text{общ}} = Q_1 + Q_2 + Q_3 + Q_4
\]
Аппроксимируем значения и вычислим:
\[
\begin{align*}
Q_1 &= \frac{m}{\rho_1} \cdot C \cdot \Delta t = \frac{m}{11.34 \, \text{г/см}^3} \cdot 130 \, \text{Дж/(кг} \cdot \circ \text{C)} \cdot (327 - 0) \, \text{°C} \\
Q_2 &= m \cdot \Delta H = m \cdot 24.5 \, \text{кДж/кг} \\
Q_3 &= m \cdot \Delta H_l = m \cdot 334 \, \text{кДж/кг} \\
Q_4 &= m \cdot C \cdot \Delta t_2 = m \cdot 2.09 \, \text{кДж/(кг} \cdot \circ \text{C)} \cdot (0 - t_2) \, \text{°C} \\
Q_{\text{общ}} &= Q_1 + Q_2 + Q_3 + Q_4
\end{align*}
\]
Подставляем известные значения и находим результат.
Примечание: В данной задаче не указаны значения для массы свинца и конечной температуры льда, поэтому конечный ответ будет представлен в виде алгебраической формулы, зависящей от этих параметров.
Шаг 1: Определяем количество теплоты, необходимое для охлаждения свинца от t1 до 0°C.
\[
Q_1 = m \cdot C \cdot \Delta t
\]
где \(Q_1\) - количество теплоты, \(m\) - масса свинца, \(C\) - удельная теплоемкость свинца, \(\Delta t\) - изменение температуры
Так как плотность свинца равна \(11,34 \, \text{г/см}^3\), можем найти массу свинца:
\[
m = V \cdot \rho_1
\]
где \(V\) - объем свинца, \(\rho_1\) - плотность свинца при \(t1=327^\circ C\)
Так как свинец находится при \(0^\circ C\), его объем не меняется. Тогда:
\[
V = \frac{m}{\rho_1}
\]
получаем:
\[
Q_1 = \frac{m}{\rho_1} \cdot C \cdot \Delta t
\]
Шаг 2: Определяем количество теплоты, необходимое для плавления свинца при \(0^\circ C\).
\[
Q_2 = m \cdot \Delta H
\]
где \(Q_2\) - количество теплоты, необходимое для плавления свинца, \(\Delta H\) - удельная теплота плавления свинца.
Шаг 3: Определяем количество теплоты, которое нужно отнять у льда, чтобы он полностью замерз.
\[
Q_3 = m \cdot \Delta H_l
\]
где \(Q_3\) - количество теплоты, необходимое для замерзания льда, \(\Delta H_l\) - удельная теплота плавления льда.
Шаг 4: Определяем количество теплоты, которое нужно отнять у льда, чтобы его температура изменилась от 0°C до \(t_2\).
\[
Q_4 = m \cdot C \cdot \Delta t_2
\]
где \(Q_4\) - количество теплоты, \(t_2\) - конечная температура льда
Шаг 5: Найдем общее количество теплоты, необходимое для охлаждения свинца и замерзания льда. Так как процессы охлаждения и замерзания происходят при постоянном давлении, можно пренебречь эффектами связанными с изменением объема веществ.
\[
Q_{\text{общ}} = Q_1 + Q_2 + Q_3 + Q_4
\]
Аппроксимируем значения и вычислим:
\[
\begin{align*}
Q_1 &= \frac{m}{\rho_1} \cdot C \cdot \Delta t = \frac{m}{11.34 \, \text{г/см}^3} \cdot 130 \, \text{Дж/(кг} \cdot \circ \text{C)} \cdot (327 - 0) \, \text{°C} \\
Q_2 &= m \cdot \Delta H = m \cdot 24.5 \, \text{кДж/кг} \\
Q_3 &= m \cdot \Delta H_l = m \cdot 334 \, \text{кДж/кг} \\
Q_4 &= m \cdot C \cdot \Delta t_2 = m \cdot 2.09 \, \text{кДж/(кг} \cdot \circ \text{C)} \cdot (0 - t_2) \, \text{°C} \\
Q_{\text{общ}} &= Q_1 + Q_2 + Q_3 + Q_4
\end{align*}
\]
Подставляем известные значения и находим результат.
Примечание: В данной задаче не указаны значения для массы свинца и конечной температуры льда, поэтому конечный ответ будет представлен в виде алгебраической формулы, зависящей от этих параметров.
Знаешь ответ?