При изготовлении чугунной детали расплавленный метал заливают в специальную форму. Какое количество теплоты выделится при отвердевании чугуна и его последующем охлаждении до температуры 200 градусов? Масса детали 25 кг. Первоначально температура чугуна равна температуре его плавления. Удельная теплота плавления чугуна равна 100 кДж/кг.

Предыдущий
вопрос Следующий
вопрос

Для расчета количества теплоты, выделенной при отвердевании чугуна и его охлаждении до температуры 200 градусов, нужно разделить весь процесс на два этапа: отвердение и охлаждение.

Для отвердения чугуна сначала нужно вычислить количество теплоты, необходимое для плавления 25 кг чугуна:
Q = m * L,
где Q - количество выделенной теплоты, м; m - масса чугуна, кг; L - удельная теплота плавления чугуна, кДж/кг.

Q = 25 кг * 100 кДж/кг = 2500 кДж.

После отвердения чугуна нужно вычислить количество теплоты, выделенное при его охлаждении до 200 градусов. Поскольку удельная теплоемкость чугуна не указана, будем считать, что она равна удельной теплоемкости железа, которая составляет 0,45 кДж/(кгградус):
Q = m c ΔT,
где Q - количество выделенной теплоты, м; m - масса чугуна, кг; c - удельная теплоемкость чугуна, кДж/(кгградус); ΔT - изменение температуры, градусы.

Q = 25 кг 0,45 кДж/(кгградус) * 200 градусов = 2250 кДж.

Итак, в результате отвердения и охлаждения до температуры 200 градусов выделится в сумме 2500 кДж + 2250 кДж = 4750 кДж теплоты.