Какая энергия требуется для плавления железного лома массой 5 кг, имеющего температуру 10 °C? Температуру плавления железа принять за 1500 °C.

Дано:

• Масса железного лома: $m = 5$ кг.

• Начальная температура: $t_1 = 10\,°C$.

• Температура плавления железа: $t_2 = 1500\,°C$.

• Удельная теплоёмкость железа: $c = 460$ Дж/(кг·°C).

• Удельная теплота плавления железа: $\lambda = 270\,000$ Дж/кг.

Найти: $Q$ — количество теплоты, необходимое для плавления железа.

Решение:

Для того чтобы расплавить железо, необходимо сначала нагреть его от 10 °C до температуры плавления 1500 °C, а затем затратить энергию на само плавление.

1. Найдём количество теплоты, необходимое для нагревания железа:

Подставим значения:

2. Найдём количество теплоты, необходимое для плавления железа:

3. Найдём общее количество энергии:

Ответ:

Таким образом, для нагревания и полного плавления 5 кг железного лома, первоначально имеющего температуру 10 °C, потребуется примерно 4,78 МДж энергии.