Đề bài
Để hàn các linh kiện bị đứt trong mạch điện tử, người thợ sửa chữa thường sử dụng mỏ hàn điện để làm nóng chảy dây thiếc hàn. Biết loại thiếc hàn sử dụng là hỗn hợp của thiếc và chì với tỉ lệ khối lượng là 63:37. Khối lượng của một cuộn dây thiếc hàn là 50 g. Người dùng đang để mỏ hàn ở chế độ công suất lớn nhất. Thời gian cần để làm nóng chảy cuộn thiếc đó ở nhiệt độ nóng chảy là bao nhiêu giây? Cho nhiệt nóng chảy riêng của thiếc là $0,61.10^{5}$ J/kg và của chì là $0,25.10^{5}$ J/kg. (Làm tròn đến chữ số thứ nhất sau dấu phẩy.)
Phương pháp giải
Tính khối lượng thiếc và chì trong cuộn.
Tính nhiệt lượng cần thiết để nóng chảy cuộn thiếc: \( Q = m \times \lambda\)
Từ đó tính thời gian nóng chảy: \( t = \frac{Q}{P} \)
Lời giải chi tiết
Khối lượng thiếc: \( m_{Sn} = \frac{63}{100} \times 50 = 31,5 \) g = 0,0315 kg.
Khối lượng chì: \( m_{Pb} = \frac{37}{100} \times 50 = 18,5 \) g = 0,0185 kg.
Nhiệt lượng để nóng chảy thiếc: \( Q_{Sn} = m_{Sn} \times \lambda_{Sn} = 0,0315 \times 0,61 \times 10^5 = 1,9215 \times 10^3 \) J.
Nhiệt lượng để nóng chảy chì: \( Q_{Pb} = m_{Pb} \times \lambda_{Pb} = 0,0185 \times 0,25 \times 10^5 = 0,4625 \times 10^3 \) J.
Tổng nhiệt lượng cần thiết: \( Q = Q_{Sn} + Q_{Pb} = 1,9215 \times 10^3 + 0,4625 \times 10^3 = 2,384 \times 10^3 \) J.
Chọn công suất lớn nhất của mỏ hàn là 100 W.
Thời gian nóng chảy: \( t = \frac{Q}{P} = \frac{2,384 \times 10^3}{100} = 23,84 \) giây.
Vậy, thời gian để làm nóng chảy cuộn thiếc là khoảng 23,8 giây.