Do naczynia odpornego na wysokie temperatury wsypano 1,5 kg śrutu ołowianego o temperaturze 20°C. Ile ciepła musi pobrać ten ołów, aby doprowadzić do jego stopienia?

Odpowiedź :

Należy wziąć pod uwagę procesy zachodzące przy ogrzaniu ołowianego śrutu.

Aby doprowadzić ołów do stopienia należy:

  • ogrzać do temperatury topnienia
  • stopić w temperaturze topnienia
  • obliczyć całkowitą ilość pobranego ciepła

Dane:

[tex]m=1,5kg[/tex]

[tex]t_1=20^0C[/tex]

[tex]t_2=327^0C[/tex]

[tex]c_w=130\frac{J}{kg&^0C}[/tex]

[tex]c_t=25000\frac{J}{kg}[/tex]

Wartości temperatury topnienia, ciepła właściwego i ciepła topnienia pobieramy z tablic fizycznych.

Obliczamy wartości pobranego ciepła:

Ogrzanie ołowiu do temperatury topnienia:

[tex]Q_1=m*c_w*\Delta T[/tex]

[tex]Q_1=1,5kg*130\frac{J}{kg*^0C}*(327^0C-20^0C)[/tex]

[tex]Q_1=59863J\approx59,9kJ[/tex]

Stopienie ołowiu:

[tex]Q_2=m*c_t[/tex]

[tex]Q_2=1,5kg*25000\frac{J}{kg}[/tex]

[tex]Q_2=37500J=37,5kJ[/tex]

Obliczamy całkowitą ilość pobranego ciepła:

[tex]Q=Q_1+Q_2[/tex]

[tex]Q=59,9kJ+37,5kJ[/tex]

[tex]Q\approx97,4kJ[/tex]

Uwaga: przy obliczaniu ilości pobranego ciepła pominięto straty energii na ogrzanie naczynia.