Как найти энергию при отвердевании

Энергия, которая выделится при отвердевании и остывании серебра:
Q = Q1 + Q2.
Q1 = λ * m, λ — удельная теплота плавления ( λ = 0,87 * 10^5 Дж/ ( кг*К ) ), m — масса ( m = 2, 5 кг ).
Q2 = С * m * ( tн — tк ), С — удельная теплоемкость ( С = 250 Дж/( кг*К ) ), tн — нач. температура ( tн = 962 ºС ), tк — кон. температура ( tк = 160 ºС).
Q = Q1 + Q2 = λ * m + С * m * ( tн — tк ) = 0,87 * 10^5 * 2,5 + 250 * 2,5 ( 962 — 160 ) = 217500 + 501250 = 718750 Дж.
Ответ: Выделится 718750 Дж энергии.

Для расчета энергии, выделяющийся при кристаллизации свинцовой пластины нужно воспользоваться формулой Q1 = L*m, где L = 0,25 · 105 Дж/кг удельная теплота кристаллизации свинца, m масса свинца. Массу можно найти по формуле m = p*V, где р = 11300 кг/м3, плотность свинца, V — объем свинцовой пластины, который можно найти перемножив его размеры. V = a*b*c = 2*5*10 = 100 см3 = 0, 0001 м3. Тогда масса m = 11300* 0,0001 = 1,13 кг. Количество теплоты Q1 = 0,25 · 105 Дж/кг* 1,13 кг = 28250 Дж.

При охлаждении выделяется количество теплоты Q2 = c*m*(t2-t1), где с = 140 Дж/кг · °С удельная теплоемкость свинца (а не воды) , t2 = 27 С, t2 = 327 С. Рассчитаем и получим

Q2 = 140*1,13*(327-27) = 47460 Дж. Всего выделится Q = Q1 +Q2 =28250 Дж + 47460 Дж = 75710 Дж. Из приведенных ответов наиболее близок к ответу номер г) 75 кДж.

Для того чтобы расплавить кристаллическое
тело, ему надо сообщить извне определенное
количество теплоты. Перед началом
плавления передаваемое льду массой
количество теплоты Q1 идет
на его нагревание от начальной температуры
до температуры плавления t.

Количество теплоты, необходимое для
превращения 1 кг кристаллического
вещества при температуре плавления в
жидкость при той же температуре, называют
удельной теплотой плавления этого
вещества и обозначают *лямбда*:

*Лямбда* = Q/m

Единицей измерения удельной теплоты
плавления – 1 джоуль на килограмм

При температуре плавления внутренняя
энергия вещества в жидком состоянии
больше внутренней энергии этой же массы
вещества в твердом состоянии.

Если для плавления 1 кг вещества ему
нужно сообщить количество теплоты
*лямбда*, то для плавления этого вещества
массой m кг требует
количество теплоты в m
раз больше

Q = *лямбда*m
Q = cm(tпл
– t)

10. Магнитное поле Земли и небесных тел

Земля обладает значительным
магнитным полем и т.д. Одна стрелка
компаса показывает на север, другая –
на юг. Это означает, что магнитная стрелка
устанавливается вдоль магнитных линий
земли. Магнитные полюса не совпадают с
географическими полюсами и со временем
изменяют свое положение. В около 75
градусов северной широты и 99 градусов
западной долготы линии становятся
вертикальными, входя в землю. Это точка
в северном полюсе называется южным
магнитным полем земли. 66,5 южной широты
и 140 восточной долготы – линии выходят
из земли – это северный магнитный
полюс

Существуют местные магнитные поля,
которые созданы за счет залежей магнитного
железняка. Эти местные магнитные поля
называются магнитными аномалиями.

Самая известная – Курская магнитная
аномалия.

Магнитное поле существенно защищает
поверхность Земли от космического
излучения, вредно действующего на живые
организмы.

Магнитными свойствами обладают и
небесные тела, например Солнце. Многие
явления в атмосфере Солнца (образование
темных пятен, факелов, протуберанцев и
т.д.) тесно связаны с возникновением
сильный местных магнитный полей. Эти
области называют активными. Пятно,
расположенное первым по направлению
вращения Солнца, называется головным,
последнее – хвостовым.

Потоки выброшенных Солнцем заряженных
частиц, долетая до Земли, отклоняются
ее магнитным полем и, в свою очередь,
воздействует на магнитное поле Земли.
В периоды максимума солнечной активности
наблюдаются сильные возмущения поля
Земли – магнитные бури.

11. Плавление и отвердевание кристаллических тел. Температура плавления.

Процесс перехода вещества из твердого
состояния в жидкое называется плавлением.

Температуру, при которой вещество
плавится, называют температурой
плавления вещества.

Процесс перехода вещества из жидкого
состояния в твердое называют отвердеванием,
или кристаллизацией.

Температуру, при которой вещество
отвердевает(кристаллизуется), называют
температурой отвердевания.

Вещества отвердевают при той же
температуре, при которой плавятся.

Аморфые тела – середина.

Соседние файлы в предмете [НЕСОРТИРОВАННОЕ]

• #
• #
• #
• #
• #
• #
• #
• #
• #
• #
• #

Статья «УДЕЛЬНАЯ ТЕПЛОТА ПЛАВЛЕНИЯ. ВЫДЕЛЕНИЕ ЭНЕРГИИ ПРИ
ОТВЕРДЕВАНИИ ВЕЩЕСТВА. Информационные материалы и методические указания к
уроку».

На графике очень наглядно показано,

что, пока нафталин плавится, температура его не

меняется. И лишь после того, как он весь расплавится,

температура образовавшейся жидкости начинает

повышаться. Но ведь и во время процесса плавления

нафталин получает энергию от сгорающего в нагревателе

топлива. На что же расходуется эта энергия?

На этот вопрос можно ответить, если вспомнить,

что при плавлении происходит разрушение кристалла.

На это и расходуется энергия. Это следует из

закона сохранения энергии.

Следовательно, энергия, которую получает кристаллическое

вещество, нагретое до температуры

плавления, расходуется на изменение его внутрен-

ней энергии при переходе в жидкое состояние.

Количество энергии, необходимое для превращения

при температуре плавления 1 кг твердого кристаллического

вещества в жидкость, называют

удельной теплотой плавления.

Следовательно, при температуре плавления внутренняя

энергия 1 кг вещества в жидком состоянии

больше внутренней энергии этого же количества вещества

в твердом состоянии на величину удельной

теплоты плавления.

Например, внутренняя энергия 1 кг воды при

0° С на 80 ккал больше внутренней энергии 1 кг

льда при той же температуре.

Вопросы:

1. Как объяснить, что в течение всего времени процесса

плавления кристаллического вещества температура его не меняется?

2. На что расходуется энергия сгорающего в нагревателе

топлива при плавлении кристаллического вещества? 3. Что

такое удельная теплота плавления? 4. В каких единицах выражают

удельную теплоту плавления?

Вернемся к графику плавления и кристаллизации

нафталина (рис. 24) и рассмотрим ту его часть, которая

относится к охлаждению нафталина.

При охлаждении расплавленного нафталина температура

его понижается. Но как только нафталин

начинает отвердевать, понижение температуры прекращается,

хотя нафталин продолжает отдавать

свою внутреннюю энергию окружающим его телам.

Ведь его температура выше температуры этих тел.

И пока весь нафталин не отвердеет, температура

его не меняется. Н о как только он весь затвердеет,

температура снова начнет понижаться.

Такое явление наблюдается у всякого кристаллического

тела. Почему же не понижается температура

кристаллического тела во время его отвердевания?

Мы уже знаем, что при температуре отвердевания

внутренняя энергия тела в жидком состоянии

больше его внутренней энергии в твердом состоянии.

Во все время процесса отвердевания избыточная

внутренняя энергия выделяется и восполняет потерю

энергии вследствие охлаждения. Поэтому средняя

энергия молекул, а следовательно, и температура

тела остаются неизменными до тех пор, пока не з а кончится

процесс отвердевания. С этого момента

начнется понижение температуры твердого тела,

так как убыль внутренней энергии у него уже не

будет восполняться.

Тщательно проведенные опыты показывают, что

при отвердевании кристаллического вещества выделяется

точно такое же количество энергии, которое

поглощается при его расплавлении. Так, при отвердевании

1 кг воды при 0° С выделяется 80 ккал

энергии. Но точно такое же количество энергии потребляется

и при плавлении 1 кг льда при 0° С.

Вопросы:

1. Как объяснить, что в процессе отвердевания кристаллического

вещества температура его остается постоянной? 2. Какое

количество энергии выделяется при отвердевании 1 кг

воды?

Использованная
литература: