Сколько теплоты требуется для плавления 200 г олова, помещенного в медный стаканчик массой 50 г? Исходная температура

Чтобы решить данную задачу, нам нужно вычислить количество теплоты, необходимое для плавления 200 г олова, помещенного в медный стаканчик массой 50 г. Кроме того, даны исходная температура олова и стаканчика (32 градуса Цельсия), удельная теплоемкость меди (400 Дж/(кг•°С)), удельная теплоемкость олова (230 Дж/(кг•°С)) и удельная теплота плавления олова (0,59•10^5 Дж/кг). Температура плавления олова не указана, но обычно она принимается равной 232 градуса Цельсия.

Для решения данной задачи, мы можем разбить ее на несколько шагов:

Шаг 1: Вычислим количество теплоты, необходимое для нагрева олова до его температуры плавления (232°C).

Для этого воспользуемся следующей формулой:

Q1 = m1 * c1 * ΔT1

Где:
Q1 - количество теплоты, необходимое для нагрева олова до его температуры плавления,
m1 - масса олова,
c1 - удельная теплоемкость олова,
ΔT1 - изменение температуры олова.

Мы знаем, что масса олова (m1) равна 200 г, удельная теплоемкость олова (c1) равна 230 Дж/(кг•°С) и изменение температуры олова (ΔT1) равно разности между температурой плавления и исходной температурой олова (232°C - 32°C = 200°C).

Подставляя значения:
Q1 = 0,2 кг * 230 Дж/(кг•°С) * 200°C = 9 200 Дж

Таким образом, количество теплоты, необходимое для нагрева олова до его температуры плавления, равно 9 200 Дж.

Шаг 2: Вычислим количество теплоты, необходимое для нагрева медного стаканчика до температуры плавления олова, при условии, что все переданное олову тепло будет использовано для нагревания стаканчика.

Аналогично шагу 1, мы можем использовать формулу:

Q2 = m2 * c2 * ΔT2

Где:
Q2 - количество теплоты, необходимое для нагрева стаканчика,
m2 - масса стаканчика,
c2 - удельная теплоемкость меди,
ΔT2 - изменение температуры стаканчика.

Мы знаем, что масса стаканчика (m2) равна 50 г, удельная теплоемкость меди (c2) равна 400 Дж/(кг•°С) и изменение температуры стаканчика (ΔT2) равно разности между температурой плавления олова и исходной температурой стаканчика (232°C - 32°C = 200°C).

Подставляя значения:
Q2 = 0,05 кг * 400 Дж/(кг•°С) * 200°C = 4 000 Дж

Таким образом, количество теплоты, необходимое для нагрева медного стаканчика до температуры плавления олова, равно 4 000 Дж.

Шаг 3: Вычислим количество теплоты, необходимое для плавления олова.

Для этого мы умножим массу олова на его удельную теплоту плавления:

Q3 = m1 * L

Где:
Q3 - количество теплоты, необходимое для плавления олова,
L - удельная теплота плавления олова.

Мы знаем, что масса олова (m1) равна 200 г, а удельная теплота плавления олова (L) равна 0,59•10^5 Дж/кг.

Подставляя значения:
Q3 = 0,2 кг * 0,59•10^5 Дж/кг = 11 800 Дж

Таким образом, количество теплоты, необходимое для плавления олова, равно 11 800 Дж.

Шаг 4: Просуммируем все найденные количества теплоты, чтобы получить общее количество теплоты, необходимое для решения задачи.

Qобщее = Q1 + Q2 + Q3
Qобщее = 9 200 Дж + 4 000 Дж + 11 800 Дж
Qобщее = 25 000 Дж

Таким образом, общее количество теплоты, необходимое для плавления 200 г олова, помещенного в медный стаканчик массой 50 г, составляет 25 000 Дж.