Астрофизический портал | |
|
Найдите массу отвердевшего галлия в калориметре (12 ноября 2008)
Rfkbybxtd Андрей - 12 ноября, 2008 - 19:06
В калориметре находится m = 100 г расплавленного металла галлия при температуре его плавления tплв = 29,8° C. Его начали медленно охлаждать, оберегая от внешних воздействий, и в результате температура понизилась до t = 19,8° C, а галлий остался жидким. Когда переохлажденный таким образом жидкий галлий размешали палочкой, он частично перешел в твердое состояние. Найдите массу отвердевшего галлия и установившуюся в калориметре температуру. Удельная теплота плавления галлия l = 80 кДж/кг, удельная теплоемкость жидкого галлия c = 410 Дж/(кг • °C). Теплоёмкостью калориметра и палочки пренебречь.
У меня получился 5.1 грамм. Помогите разобраться.
Источник: задача взята из школы Авангард.
- версия для печати
- Войдите или зарегистрируйтесь, чтобы отправлять комментарии
Комментарии
Уважаемый Андрей! Чтобы было проще помочь Вам, выложите здесь ход своего решения.
Он отдал Q1 = cmΔt = 410 × 0.1 × 10 = 410 Дж.
Q = λm, где λ = 80 кДж/кг.
m = Q/λ, отсюда m = 410 / 80000 = 5.125 г, а tконеч — я забыл, как находить.
Вещество находится в метастабильном состоянии, при выведении его из этого состояния будет происходить отвердевание и одновременное нагревание до температуры отвердевания. Уравнение теплового балланса запишем в виде:
c1m1Δt + c2m2Δt = λm2,
где m1 − масса жидкого вещества нагревающегося на Δt = 10 °C, а m2 − масса вещества превратившегося в твердое состояние, c1 = c. Причем m1 = m − m2.
Перепишем уравнение баланса:
c1(m − m2)Δt + c2m2Δt = λm2.
Решим это уравнение относительно искомой массы затвердевшего галлия:
m2 = mc1Δt/(λ + (c1 − c2)Δt).
Для вычисления требуется c2 — удельная теплоемкость галлия в твердом состоянии.
Подробно о переходе из метастабильного в стабильное состоние можно почитать у Балаша на стр. 179, пример 2 и 3.
1) Какая установится температура конечная?
2) Так какой же вариант правильнее?
Заранее спасибо за ответ. С уважением, Андрей.
1) решение Вашим способом — решение обычного школьника или школьного учителя.
2) решение "альтернативным вариантом" — для тех, кто классно разбирается в физике (типа для тех, кто ее знает до мелочей и тонкостей).
3) решение "альтернативным вариантом" использует C2, которого нет в условии Вашей задачи.
Подводя итог: на Вашем месте я бы взял первый (Ваш) вариант решения, учитывая, что Вы в 8 классе и то, что C2 не дано в условии.
Если захотите все-таки решать вторым вариантом, то обязательно разберитесь, ПОЧЕМУ второй правильнее, а первый — нет. И только потом решайте.