Задание №8 — ТЕПЛОВЫЕ ЯВЛЕНИЯ

Решение.

Для решения задачи проанализируем физический процесс. Свинец уже находится в жидком состоянии при температуре $327 \text{ °C}$. Согласно справочным данным, температура плавления (и, соответственно, кристаллизации) свинца составляет именно $327 \text{ °C}$. Это означает, что свинец не нужно предварительно охлаждать, он сразу начнёт переходить из жидкого состояния в твёрдое при постоянной температуре.

Процесс выделения энергии при кристаллизации описывается формулой, связывающей массу вещества и его удельную теплоту плавления.

Дано:
$m = 4 \text{ кг}$
$t = 327 \text{ °C}$ (температура кристаллизации свинца)
$\lambda = 25 \cdot 10^{3} \text{ Дж/кг}$ (удельная теплота плавления свинца из справочных таблиц)

Найти:
$Q - ?$

Физический закон и вычисления:
Количество теплоты $Q$, выделяющееся при кристаллизации вещества массой $m$, рассчитывается по формуле:
$Q = \lambda \cdot m$

Подставим числовые значения в формулу:
$Q = 25 \cdot 10^{3} \text{ Дж/кг} \cdot 4 \text{ кг} = 100 \cdot 10^{3} \text{ Дж}$

Переведём полученный результат в килоджоули (кДж), учитывая, что $1 \text{ кДж} = 1000 \text{ Дж}$:
$Q = 100 \text{ кДж}$

Проверка размерности:
$[Q] = \text{Дж/кг} \cdot \text{кг} = \text{Дж}$

Ответ: 100 кДж

Источник: ФИПИ