Question

В электрическом паяльнике при напряжении 220 В протекает ток 0,22 А. Сколько калия, взятого при температуре 20%, можно расплавить за 3 мин?

Answer 1

Ответ:

Для решения задачи необходимо вычислить энергию, необходимую для расплавления калия, и затем определить количество калия, которое можно расплавить при данной энергии.

Расчет энергии для расплавления калия:

Для расплавления калия требуется посчитать теплоту плавления, которую можно выразить через молярную теплоту плавления и молярную массу калия:

Q = ΔH_mol * n

где Q - энергия, необходимая для расплавления калия (в джоулях), ΔH_mol - молярная теплота плавления калия (2,33 кДж/моль), n - количество молей калия.

Молярная масса калия равна 39,1 г/моль.

Рассчитаем количество молей калия, которое можно расплавить:

m = n * M,

где m - масса калия, M - молярная масса калия, n - количество молей калия.

Нам дана масса калия, а не количество молей, поэтому нужно сначала выразить количество молей:

n = m / M

Теперь мы можем использовать формулу для расчета энергии:

Q = ΔH_mol * (m / M)

Расчет количества калия, которое можно расплавить при данной энергии:

Энергия, необходимая для расплавления калия, зависит от массы калия и его молярной теплоты плавления. Для расчета количества калия, которое можно расплавить, мы можем использовать закон сохранения энергии:

Q = P * t

где P - мощность паяльника (в ваттах), t - время работы паяльника (в секундах).

Мощность паяльника можно выразить через напряжение и ток:

P = V * I

где V - напряжение (в вольтах), I - ток (в амперах).

Теперь мы можем объединить эти формулы и решить задачу:

Расчет энергии для расплавления калия:

m = 20 г (задана масса калия)

M = 39,1 г/моль (молярная масса калия)

ΔH_mol = 2,33 кДж/моль (молярная теплота плавления калия)

n = m / M = 20 г / 39,1 г/моль = 0,511 моль

Q = ΔH_mol * (m / M) = 2,33 кДж/моль * (20 г / 39,1 г/моль) = 1,192 к

Answer 2

Ответ:

Объяснение:

Чтобы решить эту задачу, нам нужно использовать формулу для электрической мощности:

Мощность (P) = Ток (I) x Напряжение (V).

Мы можем перестроить эту формулу, чтобы найти силу тока:

Ток (I) = Мощность (P) / Напряжение (V).

Мы знаем, что сила тока в паяльнике составляет 0,22 А, а напряжение - 220 В. Поэтому мы можем рассчитать мощность следующим образом:

Мощность (P) = Ток (I) x Напряжение (V) = 0,22 A x 220 В = 48,4 Вт.

Теперь нам нужно выяснить, сколько калия можно расплавить с помощью этой мощности за 3 минуты. Для этого нам нужно знать количество энергии, необходимое для расплавления определенного количества калия.

Удельная теплота калия составляет 0,753 Дж/г°C, а его температура плавления - 63,2°C. Чтобы расплавить калий из твердого состояния при температуре 20°C, нам нужно повысить его температуру на (63,2 - 20) = 43,2°C.

Количество энергии, необходимое для плавления одного грамма калия, рассчитывается следующим образом:

Энергия = масса х удельная теплота х изменение температуры

Энергия = 1 г x 0,753 Дж/г°C x 43,2°C = 32,51 Дж.

Поэтому количество энергии, необходимое для расплавления определенного количества калия, можно рассчитать следующим образом:

Энергия = масса x 32,51 Дж

Чтобы узнать, сколько калия можно расплавить, используя мощность 48,4 Вт за 3 минуты, нам нужно преобразовать мощность в энергию:

Энергия = Мощность х Время = 48,4 Вт х 180 с = 8712 Дж.

Теперь мы можем рассчитать массу калия, который может быть расплавлен, следующим образом:

Масса = Энергия / (32,51 Дж/г) = 267,9 г.