Для решения данной задачи необходимо учесть два этапа:
- Нагрев цинка от начальной температуры до температуры плавления.
- Плавление цинка при температуре плавления.
Известные данные:
- m = 0.5 кг (масса цинка)
- Q = 31.5 ккал (общее количество теплоты)
- T1 = 19 °С (начальная температура цинка)
Справочные данные:
- Tпл = 420 °С (температура плавления цинка)
- c = 0.093 ккал/(кг × °С) (удельная теплоемкость цинка)
Вычисления:
- Теплота, необходимая для нагрева цинка от 19 °С до 420 °С:
$$Q_1 = m \cdot c \cdot (T_{\text{пл}} - T_1) = 0.5 \cdot 0.093 \cdot (420 - 19) = 0.5 \cdot 0.093 \cdot 401 = 18.6465 \text{ ккал}$$
- Теплота, необходимая для плавления цинка:
$$Q_2 = Q - Q_1 = 31.5 - 18.6465 = 12.8535 \text{ ккал}$$
- Удельная теплота плавления цинка:
$$\lambda = \frac{Q_2}{m} = \frac{12.8535}{0.5} = 25.707 \text{ ккал/кг}$$
Перевод в кДж/кг:
$$25.707 \text{ ккал/кг} \cdot 4.1868 \text{ кДж/ккал} = 107.636 \text{ кДж/кг}$$
Округляем до целого числа: 108 кДж/кг
Ответ: 108 кДж/кг