На сколько изменится внутренняя энергия стального изделия массой 10 кг после заливки металла в форму? начальная температура сплава 1600 градусов . отливка остывает до температуры 20 градусов

Чтобы найти изменение внутренней энергии стального изделия после заливки металла в форму, мы можем воспользоваться первым законом термодинамики, известным также как закон сохранения энергии.

Первым шагом в решении этой задачи будет вычисление начальной и конечной внутренней энергии стального изделия.

1. Вычисление начальной внутренней энергии:
Для этого нам понадобится знать массу стального изделия (10 кг) и начальную температуру сплава (1600 градусов).
Внутренняя энергия вычисляется с использованием уравнения:

E1 = m * c * ΔT,

где E1 - начальная внутренняя энергия, m - масса изделия, c - удельная теплоемкость стали, ΔT - изменение температуры.

Понимая, что удельная теплоемкость стали составляет около 450 Дж/(кг * градус), мы можем перейти к вычислениям:

E1 = 10 кг * 450 Дж/(кг * градус) * (1600 градусов - 20 градусов).

Используя калькулятор, мы получаем:

E1 = 10 кг * 450 Дж/(кг * градус) * 1580 градусов = 7 110 000 Дж = 7.11 МДж.

Таким образом, начальная внутренняя энергия стального изделия равна 7.11 МДж.

2. Вычисление конечной внутренней энергии:
В данном случае, конечная температура изделия составляет 20 градусов.
Также используем уравнение, описанное выше:

E2 = m * c * ΔT,

где E2 - конечная внутренняя энергия, m - масса изделия, c - удельная теплоемкость стали, ΔT - изменение температуры.

Выполним вычисления:

E2 = 10 кг * 450 Дж/(кг * градус) * (20 градусов - 20 градусов) = 0 Дж.

Таким образом, конечная внутренняя энергия стального изделия равна 0 Дж.

3. Расчет изменения внутренней энергии:
Изменение внутренней энергии (ΔE) можно найти, вычтя конечную внутреннюю энергию из начальной:

ΔE = E2 - E1 = 0 Дж - 7.11 МДж.

Подсчитав разницу, мы получаем:

ΔE = -7.11 МДж.

Отрицательный знак говорит нам о том, что внутренняя энергия стального изделия изменилась на -7.11 МДж после остывания отливки.

Таким образом, изменение внутренней энергии стального изделия массой 10 кг после заливки металла в форму и остывания до температуры 20 градусов составляет -7.11 МДж.