Какое количество теплоты требуется для плавления 400 г алюминия взятого при 20 градусов по Цельсию

Для расчета количества теплоты, необходимого для плавления алюминия, нам нужно учесть два этапа: нагрев алюминия от начальной температуры до температуры плавления и собственно плавление алюминия.

1. Нагрев алюминия до температуры плавления:

   Алюминий имеет температуру плавления около 660°C. Первоначальная температура алюминия 20°C. Таким образом, разница температур составляет $660-20=640$ градусов Цельсия.

   Удельная теплоемкость алюминия составляет примерно $0.900\text{кДж/кг·°C}$. Масса алюминия 400 г или 0.4 кг.

   Количество теплоты $Q_1$, необходимое для нагрева, можно вычислить по формуле: $Q_1=mc\mathrm{\Delta }T,$ где $m=0.4$ кг, $c=0.900$ кДж/кг·°C, $\mathrm{\Delta }T=640$°C.

   $Q_1=0.4\times 0.900\times 640=230.4\text{кДж}$

2. Плавление алюминия:

   Удельная теплота плавления алюминия составляет около $390\text{кДж/кг}$.

   Количество теплоты $Q_2$, необходимое для плавления, можно вычислить по формуле: $Q_2=mL,$ где $L=390$ кДж/кг, $m=0.4$ кг.

   $Q_2=0.4\times 390=156\text{кДж}$

Общее количество теплоты $Q$ для нагрева и плавления алюминия: $Q=Q_1+Q_2=230.4+156=386.4\text{кДж}$

Таким образом, для того чтобы нагреть и расплавить 400 г алюминия, взятого при 20°C, потребуется около 386.4 кДж теплоты.

Для расчета количества теплоты, необходимого для плавления алюминия, необходимо учитывать тепловую емкость вещества и удельную теплоту плавления алюминия.

Удельная теплота плавления алюминия составляет около 397 Дж/г, а тепловая емкость алюминия приблизительно равна 0,9 Дж/$г\ast °C$. При этом для изменения температуры алюминия с 20°C до температуры плавления $660°C$ необходимо также учитывать тепловую емкость.

Теплота, необходимая для нагрева алюминия с 20°C до 660°C: Q1 = m c ΔT Q1 = 400 г 0,9 Дж/(г°C) $660°C-20°C$ Q1 = 400 г 0,9 Дж/(г°C) 640°C Q1 = 230400 Дж

Теплота, необходимая для плавления 400 г алюминия: Q2 = m L Q2 = 400 г 397 Дж/г Q2 = 158800 Дж

Итак, общее количество теплоты, необходимое для плавления 400 г алюминия при 20°C, составляет: Q = Q1 + Q2 Q = 230400 Дж + 158800 Дж Q = 389200 Дж

Следовательно, для плавления 400 г алюминия при 20°C потребуется 389200 Дж теплоты.