Какая энергия выделится при кристаллизации свинца массой 8 кг?

Для расчета энергии, выделяющейся при кристаллизации свинца, необходимо знать его удельную теплоту кристаллизации. Удельная теплота кристаллизации — это количество энергии, выделяющееся при переходе вещества из жидкого состояния в твердое при постоянной температуре.

Для свинца удельная теплота кристаллизации составляет примерно 25,0 Дж/г. Это значит, что на каждый грамм свинца, который кристаллизуется, выделяется 25,0 Дж энергии.

Теперь, чтобы рассчитать общее количество энергии, выделяющееся при кристаллизации 8 кг свинца, нужно выполнить следующий расчет:

1. Переведем массу свинца из килограммов в граммы: [ 8 \, \text{кг} = 8000 \, \text{г} ]

2. Умножим массу свинца на удельную теплоту кристаллизации: [ Q = m \cdot L ] где ( Q ) — выделившаяся энергия, ( m ) — масса свинца в граммах, ( L ) — удельная теплота кристаллизации.

   Подставляя значения: [ Q = 8000 \, \text{г} \cdot 25,0 \, \text{Дж/г} = 200000 \, \text{Дж} ]

Таким образом, при кристаллизации 8 кг свинца выделится 200000 Дж (или 200 кДж) энергии.

Важно также отметить, что этот процесс происходит при температуре плавления свинца, которая составляет 327,5 °C.

Для определения энергии, выделяющейся при кристаллизации свинца, необходимо знать удельную теплоту кристаллизации свинца, а также массу вещества. Рассмотрим это подробно.

Основные понятия:

1. Удельная теплота кристаллизации ((q_{\text{кр}})): Это количество энергии, выделяющееся при переходе 1 кг вещества из жидкого состояния в твёрдое при температуре кристаллизации (точке замерзания) и постоянном давлении. Для свинца (q_{\text{кр}}) составляет примерно 23 кДж/кг.

2. Масса свинца ((m)): В данном случае масса свинца равна 8 кг.

3. Формула для расчёта энергии ((Q)): Энергия, выделяющаяся при кристаллизации, рассчитывается по формуле: [ Q = q_{\text{кр}} \cdot m ] где:

   • (Q) — выделившаяся энергия (Дж или кДж),
   • (q_{\text{кр}}) — удельная теплота кристаллизации (Дж/кг),
   • (m) — масса вещества (кг).

Расчёт:

Подставим значения: [ q_{\text{кр}} = 23 \, \text{кДж/кг}, \quad m = 8 \, \text{кг}. ] [ Q = 23 \cdot 8 = 184 \, \text{кДж}. ]

Таким образом, при кристаллизации 8 кг свинца выделится 184 кДж энергии.

Интерпретация результата:

Эта энергия выделяется за счёт изменения состояния вещества при переходе из жидкой фазы в твёрдую. В процессе кристаллизации атомы вещества упорядочиваются, образуя кристаллическую решётку, и избыточная внутренняя энергия выделяется в форме тепла. В реальных условиях это тепло может нагревать окружающую среду (например, воздух или контейнер, в котором находится свинец).