Свинец и олово в калориметре
6/10В калориметре находится \(m_{\text{Pb}} = 1\) кг жидкого свинца при температуре плавления. В калориметр положили \(m_{\text{Sn}} = 1\) кг олова в твердом состоянии, взятого при температуре плавления. Какая масса жидкости окажется в калориметре спустя длительное время? Теплоемкостью калориметра пренебречь. Ответ выразите в граммах в виде целого числа.
Температура плавления свинца \(t_{\text{Pb}} = 327\) °С, олова \(t_{\text{Sn}} = 232\) °С. Удельная теплоемкость кристаллического свинца \(c_{\text{Pb}} = 128\) Дж/(кг\(\cdot\)°С), жидкого олова \(c_{\text{Sn}} = 225\) Дж/(кг\(\cdot\)°С). Удельная теплота плавления свинца \(\lambda_{\text{Pb}} = 25\) кДж/кг, олова \(\lambda_{\text{Sn}} = 60{,}7\) кДж/кг.
▶Показать разборСкрыть разбор
ПодсказкаСравните тепло, которое выделится при затвердевании свинца и при остывании его до температуры плавления олова, с теплотой, нужной для плавления всего олова.
Ответ\(612\) г.
РешениеПри кристаллизации всей массы свинца выделится количество теплоты \[Q_1 = \lambda_{\text{Pb}} m_{\text{Pb}} = 25~\text{кДж}.\] Для расплавления всей массы олова требуется \[Q_2 = \lambda_{\text{Sn}} m_{\text{Sn}} = 60{,}7~\text{кДж}.\] При остывании кристаллизовавшегося свинца до температуры плавления олова может выделиться \[Q_1' = c_{\text{Pb}} m_{\text{Pb}} (t_{\text{Pb}} - t_{\text{Sn}}) = 12{,}16~\text{кДж}.\] Видно, что \(Q_1 + Q_1' < Q_2\). Это значит, что расплавится \[m_{\text{Sn}}' = \frac{Q_1 + Q_1'}{\lambda_{\text{Sn}}} \approx 612~\text{г}\] олова.
Похожие задачи
- Плавление льда ВсОШ 2009/10, 9 кл.
- Лёд в калориметре МОШ 2010/11, 9 кл.
- Оловянная фигурка в парафине МОШ 2010/11, 8 кл.
- Льдинка и доливаемая вода МОШ 2012/13, 9 кл.
- Плавление льдинки: ступенчатая мощность МОШ 2012/13, 10 кл.
- График нагрева и смена мощности печи МОШ 2014/15, 9 кл.