Дано:
- Масса стали, m = 5 кг
- Начальная температура стали, T1 = 50 °C
- Температура плавления стали, T_f = 1538 °C
- Удельная теплоемкость стали, c = 460 Дж/(кг·К)
- Удельная теплота плавления стали, L_f = 272000 Дж/кг
Найти:
- Общее количество тепла Q, выделяющееся при охлаждении стали от температуры 50 °C до жидкого состояния.
Решение:
Процесс состоит из двух этапов:
1. Нагрев стали от 50 °C до температуры плавления 1538 °C.
2. Плавление стали при температуре плавления.
Сначала рассчитаем количество тепла, необходимое для нагрева стали до температуры плавления:
Q1 = m * c * (T_f - T1)
Q1 = 5 кг * 460 Дж/(кг·К) * (1538 °C - 50 °C)
Q1 = 5 * 460 * 1488
Q1 = 3436800 Дж
Теперь рассчитаем количество тепла, необходимое для плавления стали:
Q2 = m * L_f
Q2 = 5 кг * 272000 Дж/кг
Q2 = 1360000 Дж
Теперь сложим оба значения, чтобы получить общее количество тепла Q:
Q = Q1 + Q2
Q = 3436800 Дж + 1360000 Дж
Q = 4796800 Дж
Ответ:
При нагревании 5 кг стали с температурой 50 °C до получения жидкого металла выделится 4796800 Дж теплоты.