Câu hỏi trang 24 Vật lý 12 Kết nối tri thức: Tại sao khi chế tạo các vật bằng chì, đồng, thường hay dùng phương pháp đúc?...

1. Tại sao khi chế tạo các vật bằng chì, đồng, thường hay dùng phương pháp đúc?

2. Tính thời gian cần thiết để làm nóng chảy hoàn toàn 2 kg đồng có nhiệt độ ban đầu 30 °C, trong một lò nung điện có công suất 20 000 W. Biết chỉ có 50% năng lượng tiêu thụ của lò được dùng vào việc làm đồng nóng lên và nóng chảy hoàn toàn ở nhiệt độ không đổi

Hướng dẫn giải :

1. Vận dụng kiến thức thực tế của bản thân

2. Để tính thời gian cần thiết để làm nóng chảy hoàn toàn 2 kg đồng trong một lò nung điện có công suất 20 000 W và chỉ có 50% năng lượng tiêu thụ được dùng vào việc làm đồng nóng lên và nóng chảy hoàn toàn ở nhiệt độ không đổi, ta sử dụng công thức sau:

Công suất = Năng lượng / Thời gian

Trong trường hợp này, chúng ta cần tìm thời gian, vậy công thức trở thành:

Thời gian = Năng lượng / Công suất

Trước hết, chúng ta cần tính toán năng lượng cần thiết để làm nóng chảy hoàn toàn 2 kg đồng. Nhiệt lượng cần để làm nóng chảy hoàn toàn 2 kg đồng có thể được tính bằng công thức:

Năng lượng = Khối lượng x Nhiệt dung riêng x Độ biến đổi nhiệt độ

Với đồng, nhiệt dung riêng khoảng 0,385 J/g°C và điều này tương đương với 385 J/kg°C.

Lời giải chi tiết :

1. Các vật liệu như chì và đồng thường được chế tạo bằng phương pháp đúc vì các lý do sau đây:

- Đúc là phương pháp sản xuất phổ biến và hiệu quả cho các vật liệu kim loại như chì và đồng. Nó cho phép tạo ra các chi tiết phức tạp với chi phí thấp so với các phương pháp khác.

- Quá trình đúc cho phép tạo ra các sản phẩm có kích thước và hình dạng chính xác, đảm bảo tính chính xác và đồng nhất của sản phẩm cuối cùng.

- Đúc cũng cho phép tạo ra các sản phẩm có độ bền cao và khả năng chịu nhiệt tốt, phù hợp cho các ứng dụng khác nhau từ ngành công nghiệp đến ngành nghệ thuật.

2.

Vì chỉ có 50% năng lượng tiêu thụ được dùng để làm đồng nóng lên và nóng chảy hoàn toàn, ta sẽ sử dụng 20 000 W x 0,5 = 10 000 W.

Năng lượng = (2 kg) x (385 J/kg°C) x (100°C - 30°C) = 2 x 385 x 70 = 53,900 J

Thời gian = 53,900 J / 10,000 W = 5.39 giây

Do đó, thời gian cần thiết để làm nóng chảy hoàn toàn 2 kg đồng là khoảng 5.39 giây.