40 . из расплавленного свинца отлили пластинку размером 10*20*50 см. какое количество теплоты отдал окружающей среде свинец, если его начальная температура была 700к, а итоговая - 27*с? удельная теплоемкость расплавленного свинца - 170 дж/кг*с

отдача энергии свинцом в данном случае будет делиться на три этапа:

- 1 этап : остывание свинца до температуры плавления/кристаллизации

- 2 этап : кристаллизация свинца

- 3 этап : остывание твёрдого свинца до температуры из условия

для решения необходимы следующие данные :

- объём отлитой пластины

- плотность жидкого свинца

- удельная теплота плавления/кристаллизации свинца

- плотность твёрдого свинца

- температура плавления/кристаллизации свинца

- удельная теплоемкость расплавленного свинца

- удельная теплоёмкость твёрдого свинца

поскольку параметры жидкого и твёрдого состояний свинца близки будем считать, что плотность и удельная теплоёмкость свинца не изменяется в зависимости от его агрегатного состояния

тогда записываем:

дано:

длина пластины - а=10см=0,1м

ширина пластины - в=20см=0,2м

толщина пластины - с=50см=0,5м

плотность свинца - р=11300 кг/м^3 (см. таблицу плотности металлов)

удельная теплоёмкость свинца - с=170 дж/кг*с

начальная температура - т1=700к=427 с

температура плавления/кристаллизации - т2=327 с

конечная температура - т3=27 с

удельная теплота плавления/кристаллизации - л=0,25*10^5= 25000 дж/кг

решение:

общая энергия отданная окружающей среде будет складываться из трёх величин:

- энергия отданная на остывание жидкого свинца

- энергия отданная при отверждение

- энергия отданная при остывании твёрдого свинца

формула:

q=q1+q2+q3

- остывание свинца до температуры плавления/отверждение:

q1=cm(t1-t2)

-отверждение свинца:

q2=лm

-остывание твёрдого свинца до конечной температуры:

q3=cm(t2-t3)

здесь мы из начальной вычитаем конечную чтобы получить модуль значения изменения энергии

тогда:

q= cm(t1-t2) + лm + cm(t2-t3)

найдём массу свинца:

m=pv=равс=11300*0,1*0,2*0,5=113 (кг)

масса пластины будет равна произведению плотности свинца на объём этой пластины, который равен произведению трёх сторон

теперь подставим все величины:

q= cm(t1-t2) + лm + cm(t2-t3)= 170*113*(427-327)+25000*113+170*113*(327-27)=1921000+2825000+5763000=7966500 (дж) ~ 8 (мдж)

ответ: было отдано в окружающую среду восемь мега-джоулей энергии

n=a/t

t=a/n=12*10(6)дж/20*10(3)вт=600с=10минут

работа выхода для калия: а = 2,2 эв = 3,52*10^(-19) дж.

уравнение эйнштейна для фотоэффекта:

hc/l   = a + wкин.   отсюда wкин = hc/l - a. здесь l - длина волны.

с другой стороны wкин = qu, где u - искомая разность потенциалов.

отсюда:

u = (hc/l - a)/q = [6,63*10^(-34)*3*10^8/3,3*10^(-7)   -     3,52*10^(-19)]/1,6*10^(-19) = 1,57 в.

ответ: 1,57 в.