Агрегатные… — Задание Физика 8 Класс №00049525
Агрегатные Состояния Вещества
№2. Задание без номера
ID: 00049525
В алюминиевом сосуде массой $500\text{ г}$ находится $200\text{ г}$ цинка при температуре $500\ {}^\circ\text{С}$. Какое количество теплоты выделится при охлаждении сосуда с цинком до $20\ {}^\circ\text{С}$?
Удельная теплоёмкость алюминия $920$ Дж/(кг·°С), температура плавления алюминия $660\ {}^\circ\text{С}$. Удельная теплоёмкость цинка $400$ Дж/(кг·°С) (считаем её одинаковой для твёрдого и жидкого цинка), температура плавления цинка $420\ {}^\circ\text{С}$, удельная теплота плавления цинка $10\cdot 10^{4}$ Дж/кг.
Ответ дайте в кДж.
Источник: Сборник дидактических материалов Пёрышкина
Решение
Тут спрятана ловушка, смотри внимательно на температуры. Цинк плавится при $420$ °С, а у нас $500$ °С. Значит, в сосуде не кусок цинка, а расплав! По пути вниз он затвердеет и отдаст ещё теплоту кристаллизации. А вот алюминий плавится при $660$ °С, поэтому сосуд всё время твёрдый.
Сосуд остывает от $500$ до $20$ °С, то есть на $480$ °С, масса $0{,}5$ кг:
$$Q_1=c_{\text{а}}m_{\text{с}}\Delta t=920\cdot 0{,}5\cdot 480=220\,800\text{ Дж}.$$
Цинк массой $0{,}2$ кг остывает на те же $480$ °С. Теплоёмкость по условию одна для жидкого и твёрдого, поэтому:
$$Q_2=c_{\text{ц}}m_{\text{ц}}\Delta t=400\cdot 0{,}2\cdot 480=38\,400\text{ Дж}.$$
При $420$ °С цинк кристаллизуется, и температура на это время останавливается. Здесь выделяется теплота, $\lambda=100\,000$ Дж/кг:
$$Q_3=\lambda m_{\text{ц}}=100\,000\cdot 0{,}2=20\,000\text{ Дж}.$$
Складываем все три порции и переводим в килоджоули:
$$Q=220\,800+38\,400+20\,000=279\,200\text{ Дж}=279{,}2\text{ кДж}.$$
Сверим цинк по участкам: от $500$ до $420$ °С он отдаёт $400\cdot 0{,}2\cdot 80=6400$ Дж, а от $420$ до $20$ °С отдаёт $400\cdot 0{,}2\cdot 400=32\,000$ Дж. Вместе $38\,400$ Дж, как и насчитали сразу за весь путь.
Ответ
Другие задания по теме «Агрегатные Состояния Вещества» (8)
- Задание — №00049677 — Какое количество теплоты необходимо затратить, чтобы 400г воды при температуре…
- Задание — №00049676 — Чему равна относительная влажность воздуха, если при температуре 5 в степени °…
- Задание — №00049675 — Определите количество теплоты, которое необходимо для нагревания и дальнейшего…
- Задание — №00049674 — Определите количество теплоты, необходимое для превращения 1кг воды, взятой при…
- Задание — №00049673 — Почему после жаркого дня вечером и ночью над рекой часто образуется туман?
- Задание — №00049672 — Какое количество теплоты необходимо затратить, чтобы 30г спирта, взятого при…
- Задание — №00049671 — В чайнике было 2кг воды при температуре 16 в степени ° С. После того как воду…
- Задание — №00049670 — Для получения раннего урожая грунт утепляют паром. Найдите количество теплоты,…