Физика

[Гост]

Добър вечер! Бихте ли могли да ми помогнете със следната задача, ще Ви бъда много благодарен!
Зад.1 Какво количество топлина трябва да погълне 2 кг олово с температура 27°С, за да се разтопи, ако знаете, че температурата му на топене е 327°С
Благодаря много предварително!

[Меди]

Трябва ни и специфичният топлинен капацитет на оловото. Ще го карам с параметри. За нагряването на метала от температура $t_0$ до температура $t_т$ е необходимо количество топлина $Q_1=cm\Delta t=cm(t_т-t_0)$. Необходимото за разтопяване на оловото количество топлина е $Q_2=\lambda m$. За целия процес е необходимо количество топлина $Q=Q_1+Q_2=m(c(t_т-t_0)+\lambda)$.

[Гост]

Трябва ни и специфичният топлинен капацитет на оловото. Ще го карам с параметри. За нагряването на метала от температура $t_0$ до температура $t_т$ е необходимо количество топлина $Q_1=cm\Delta t=cm(t_т-t_0)$. Необходимото за разтопяване на оловото количество топлина е $Q_2=\lambda m$. За целия процес е необходимо количество топлина $Q=Q_1+Q_2=m(c(t_т-t_0)+\lambda)$.

Нямате си на идея колко съм Ви благодарен! Искрено благодаря!

[Sup3rlum]

Силно съм възмутен от избора на наименование от страна на учебниците. Под "количество топлина" абсолютно нищо не се разбира. Много по-добро наименование би било "специфична латентна топлина", което ясно обозначава, че се говори за измерение спрямо килограм (специфична) и че се работи със скрита/съхранена енергия (летентна).

При нагряване на едно вещество, енергията вложена в структурата му, се превръща в Кинетична енергия под формата на вибрации на атомите които го съставят, и по този начин се повдига неговата температура. Има специална мярка за количеството енергия нужно, един килограм вещество да повиши температурата си с 1 градус Целзий (или Келвин) и се нарича специфичен топлинен капацитет. Всяко вещество има собствен специфичен топлинен капацитет, както и различна стойност за всяка различна фаза (твърдо, течно или газообразно), следователно всяко вещество има 3 различни специфични топлинни капацитети.

Формулката е:

$\boxed{\Delta E = mc\Delta T}$
$m$ - маса
$c$ - специфичен топлинен капацитет

Този процес се състои докато веществото не достигне температура в която иска да промени фазата си (топене или изпаряване, или в обратна посока, втвърдяване или кондензиране). При достигане на тази температура, вложената енергия във веществото спира да повишава температурата си, и вместо това влага вложената енергия в енергия необходима за разчупване на между-молекулните връзки, променяйки фазата си. Енергията необходима за 1 килограм вещество да промени фазата си се нарича специфична латентна топлина . Всяко вещество има 2 стойности - за разтапяне, и за изпарение.

Тук формулката е:

$\boxed{\Delta E =ml}$

$m$ - маса
$l$ - специфична латентна топлина

За Олово знаем че:

специфичен топлинен капацитет - $128 Jkg^{-1}K^{-1}$
специфична латентна топлина - $23000 Jkg^{-1}$

По задачата:

За да разтопим оловото, първо трябва да достигнем точката на топене, като вложим енергия за да го нагреем по първата формула:

$E_{нагряване} = 2.128.(327-27)=76800 J$

След като достигне тази температура трябва да вложим енергия за да разбием достатъчно връзки в решетката и да се втечни, по втората формула:

$E_{разтапяне} = 2.23000=46000$

$E_{тотално}=E_{нагр} + E_{разт}=46000+76800=122800 J$

[Гост]

Забавното е ,че нито един отговор не съвпада с този,който е в учебника:)