Чтобы рассчитать количество теплоты, необходимое для расплавления 2 кг серебра, взятого при температуре 62°C, нужно учитывать два этапа:
- Нагревание серебра от начальной температуры до температуры плавления.
- Плавление серебра при температуре плавления.
Давайте рассмотрим каждый этап по отдельности.
Этап 1: Нагревание Серебра
Для нагревания серебра до температуры плавления, используется формула:
[ Q_1 = m \cdot c \cdot \Delta T ]
где:
- ( Q_1 ) — количество теплоты, необходимое для нагрева (Дж),
- ( m ) — масса серебра (кг),
- ( c ) — удельная теплоемкость серебра (Дж/(кг·°C)),
- ( \Delta T ) — изменение температуры (°C).
Подставим известные значения:
- ( m = 2 \, \text{кг} ),
- ( c = 250 \, \text{Дж/(кг·°C)} ),
- ( \Delta T = T{\text{плавления}} - T{\text{начальная}} = 962 \, \text{°C} - 62 \, \text{°C} = 900 \, \text{°C} ).
Теперь рассчитаем ( Q_1 ):
[ Q_1 = 2 \, \text{кг} \cdot 250 \, \text{Дж/(кг·°C)} \cdot 900 \, \text{°C} ]
[ Q_1 = 2 \cdot 250 \cdot 900 ]
[ Q_1 = 450{,}000 \, \text{Дж} ]
Этап 2: Плавление Серебра
Для плавления серебра при его температуре плавления используется формула:
[ Q_2 = m \cdot \lambda ]
где:
- ( Q_2 ) — количество теплоты, необходимое для плавления (Дж),
- ( m ) — масса серебра (кг),
- ( \lambda ) — удельная теплота плавления серебра (Дж/кг).
Подставим известные значения:
- ( m = 2 \, \text{кг} ),
- ( \lambda = 87 \, \text{кДж/кг} = 87{,}000 \, \text{Дж/кг} ).
Теперь рассчитаем ( Q_2 ):
[ Q_2 = 2 \, \text{кг} \cdot 87{,}000 \, \text{Дж/кг} ]
[ Q_2 = 174{,}000 \, \text{Дж} ]
Общее количество теплоты
Для получения общего количества теплоты, необходимого для нагрева и плавления, суммируем ( Q_1 ) и ( Q_2 ):
[ Q_{\text{общ}} = Q_1 + Q_2 ]
[ Q_{\text{общ}} = 450{,}000 \, \text{Дж} + 174{,}000 \, \text{Дж} ]
[ Q_{\text{общ}} = 624{,}000 \, \text{Дж} ]
Таким образом, для нагрева и плавления 2 кг серебра, взятого при температуре 62°C, требуется 624,000 Дж (или 624 кДж) теплоты.