Для того чтобы определить количество теплоты, необходимое для плавления свинца, нужно учесть несколько факторов: специфическую теплоемкость свинца, его температуру плавления, а также скрытую теплоту плавления.
Удельная теплоемкость свинца (с):
Удельная теплоемкость свинца составляет приблизительно 0.128 Дж/(г·°С).
Температура плавления свинца:
Температура плавления свинца равна 327.5 °С.
Скрытая теплота плавления (λ):
Скрытая теплота плавления свинца составляет примерно 24.5 Дж/г.
Теперь рассчитаем количество теплоты, необходимое для нагрева свинца с 27 °С до 327.5 °С, а затем для его плавления.
Шаг 1: Нагревание свинца от 27 °С до 327.5 °С
Масса свинца ( m ) = 2 т = 2000 кг = 2,000,000 г.
Изменение температуры ( \Delta T ) = 327.5 °С - 27 °С = 300.5 °С.
Количество теплоты ( Q_1 ), необходимое для нагрева, можно найти по формуле:
[ Q_1 = m \cdot c \cdot \Delta T ]
[ Q_1 = 2,000,000 \, \text{г} \cdot 0.128 \, \text{Дж/(г·°С)} \cdot 300.5 \, \text{°С} ]
[ Q_1 = 76,928,000 \, \text{Дж} ]
Шаг 2: Плавление свинца при температуре 327.5 °С
Количество теплоты ( Q_2 ), необходимое для плавления свинца, можно найти по формуле:
[ Q_2 = m \cdot \lambda ]
[ Q_2 = 2,000,000 \, \text{г} \cdot 24.5 \, \text{Дж/г} ]
[ Q_2 = 49,000,000 \, \text{Дж} ]
Общее количество теплоты ( Q ), необходимое для нагрева свинца до температуры плавления и его плавления:
[ Q = Q_1 + Q_2 ]
[ Q = 76,928,000 \, \text{Дж} + 49,000,000 \, \text{Дж} ]
[ Q = 125,928,000 \, \text{Дж} ]
Таким образом, для того чтобы нагреть 2 тонны свинца с 27 °С до температуры плавления и затем полностью расплавить его, необходимо передать ему 125,928,000 Дж теплоты.