Question

Вещество массой 4,1 кг, находящееся при температуре 232” С, сначала кристаллизуется, а потом охлаждается   до 32°С. Рассчитай, как и на сколько изменяется внутренняя энергия вещества при этих процессах.   ‘Справочные данные: удельная теплота плавления вещества — 5,9 - 10% Дж/кг, удельная теплоёмкость   вещества — 230 Дж.(кг - °С), температура плавления вещества — 232°С.

Answer 1

Дано:  
- Масса вещества m = 4,1 кг  
- Температура начальная t1 = 232°C  
- Температура конечная t2 = 32°C  
- Удельная теплота плавления вещества λ = 5,9 * 10^4 Дж/кг  
- Удельная теплоёмкость вещества c = 230 Дж/(кг·°C)  
- Температура плавления вещества tпл = 232°C  

Найти: изменение внутренней энергии вещества при кристаллизации и охлаждении.

Решение:

1. Процесс кристаллизации.  
При кристаллизации вещество теряет теплоту, равную удельной теплоте плавления, умноженной на массу вещества:  
Q1 = m * λ  
Q1 = 4,1 * 5,9 * 10^4  
Q1 = 2,419 * 10^5 Дж

2. Процесс охлаждения.  
После кристаллизации вещество охлаждается от 232°C до 32°C. Количество теплоты, которое отдаётся веществом, рассчитываем по формуле:  
Q2 = m * c * (tпл - t2)  
Q2 = 4,1 * 230 * (232 - 32)  
Q2 = 4,1 * 230 * 200  
Q2 = 188600 Дж

3. Общее изменение внутренней энергии.  
При кристаллизации внутренняя энергия уменьшается на Q1, а при охлаждении на Q2. Общее изменение внутренней энергии:  
ΔU = -Q1 - Q2  
ΔU = -2,419 * 10^5 - 188600  
ΔU = -431500 Дж

Ответ:  
Изменение внутренней энергии вещества составляет -431500 Дж.