Задачи › Плавление и кристаллизация

Свинец и олово в калориметре

  1. Свинец и олово в калориметре

    «Шаг в будущее» 2019/20, 9 кл.
    6/10

    В 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
    Подсказка

    Сравните тепло, которое выделится при затвердевании свинца и при остывании его до температуры плавления олова, с теплотой, нужной для плавления всего олова.

    Ответ

    \(612\) г.

    Решение

    При 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.

    Вся олимпиада на сайте

    Страница задачиОшибка в задаче?

Похожие задачи