Чугунная и алюминиевая деталь одинаковой массы находятся при температуре 20 градусов . для плавления...

Для плавления чугунной детали потребуется большее количество теплоты, примерно в 2,2 раза больше, чем для плавления алюминиевой детали.

Для плавления чугунной и алюминиевой детали одинаковой массы необходимо разное количество теплоты из-за их различных теплоемкостей. Теплоемкость характеризует количество теплоты, необходимое для изменения температуры вещества на 1 градус Цельсия.

У чугуна теплоемкость составляет около 0,46 Дж/(г°C), а у алюминия - около 0,90 Дж/(г°C). Таким образом, для плавления чугунной детали потребуется большее количество теплоты, пропорциональное разнице в их теплоемкостях.

Для определения во сколько раз больше теплоты потребуется для плавления чугунной детали, чем алюминиевой, можно воспользоваться формулой:

Q = mcΔT,

где Q - количество теплоты, m - масса детали, c - теплоемкость материала, ΔT - изменение температуры.

Пусть масса детали равна 1 кг. Тогда для чугуна:

Q_чугун = 1 кг 0,46 Дж/(г°C) * 20 °C = 9,2 Дж,

а для алюминия:

Q_алюминий = 1 кг 0,90 Дж/(г°C) * 20 °C = 18 Дж.

Таким образом, для плавления чугунной детали потребуется в 2 раза меньше теплоты, чем для алюминиевой (18 Дж / 9,2 Дж ≈ 1,96).

Для ответа на ваш вопрос необходимо учитывать следующие параметры материалов:

1. Температура плавления.
2. Удельная теплоемкость.
3. Удельная теплота плавления.

Начнем с основных характеристик:

Чугун:

• Температура плавления: около 1150-1200°C
• Удельная теплоемкость: приблизительно 0.54 Дж/(г·°C)
• Удельная теплота плавления: около 270 Дж/г

Алюминий:

• Температура плавления: около 660°C
• Удельная теплоемкость: приблизительно 0.897 Дж/(г·°C)
• Удельная теплота плавления: около 397 Дж/г

Обе детали находятся при температуре 20°C, и их масса одинакова. Допустим, масса каждой детали составляет ( m ) граммов.

Чугун:

1. Подогрев до температуры плавления: [ Q{\text{нагрев}} = m \cdot c{\text{чугун}} \cdot \Delta T ] [ Q{\text{нагрев}} = m \cdot 0.54 \, \text{Дж/(г·°C)} \cdot (1150 - 20) \, \text{°C} ] [ Q{\text{нагрев}} = m \cdot 0.54 \cdot 1130 \, \text{Дж} ] [ Q_{\text{нагрев}} = 610.2m \, \text{Дж} ]

2. Плавление: [ Q{\text{плавление}} = m \cdot \lambda{\text{чугун}} ] [ Q{\text{плавление}} = m \cdot 270 \, \text{Дж/г} ] [ Q{\text{плавление}} = 270m \, \text{Дж} ]

Итак, общее количество теплоты для чугуна: [ Q{\text{общий}} = Q{\text{нагрев}} + Q{\text{плавление}} ] [ Q{\text{общий}} = 610.2m + 270m \, \text{Дж} ] [ Q_{\text{общий}} = 880.2m \, \text{Дж} ]

Алюминий:

1. Подогрев до температуры плавления: [ Q{\text{нагрев}} = m \cdot c{\text{алюминий}} \cdot \Delta T ] [ Q{\text{нагрев}} = m \cdot 0.897 \, \text{Дж/(г·°C)} \cdot (660 - 20) \, \text{°C} ] [ Q{\text{нагрев}} = m \cdot 0.897 \cdot 640 \, \text{Дж} ] [ Q_{\text{нагрев}} = 574.08m \, \text{Дж} ]

2. Плавление: [ Q{\text{плавление}} = m \cdot \lambda{\text{алюминий}} ] [ Q{\text{плавление}} = m \cdot 397 \, \text{Дж/г} ] [ Q{\text{плавление}} = 397m \, \text{Дж} ]

Итак, общее количество теплоты для алюминия: [ Q{\text{общий}} = Q{\text{нагрев}} + Q{\text{плавление}} ] [ Q{\text{общий}} = 574.08m + 397m \, \text{Дж} ] [ Q_{\text{общий}} = 971.08m \, \text{Дж} ]

Сравнение:

Теперь сравним количество теплоты, необходимое для плавления деталей:

• Для чугуна: ( 880.2m \, \text{Дж} )
• Для алюминия: ( 971.08m \, \text{Дж} )

Соотношение: [ \frac{Q{\text{алюминий}}}{Q{\text{чугун}}} = \frac{971.08m}{880.2m} \approx 1.10 ]

Таким образом, для плавления алюминиевой детали требуется примерно на 10% больше теплоты, чем для чугунной детали такой же массы.