Question

20 баллов!! Какое количество теплоты необходимо для превращения кусочка льда массой 100 грамм взятого при температуре -2°С в воду при температуре 0°С?

Answer 1

Дано:
m = 100 г = 0.1 кг;
t1 = -2°C;
t2 = 0°C;
c = 2100 Дж / (кг * °С) - удельная теплоемкость льда;
L = 340000 Дж / кг - удельная теплота плавления льда;
Найти:
Q - ?
Решение:
Q = Q1 + Q2, где Q1 - количество теплоты необходимое для нагревания льда от -2°С до 0°С, Q2 - количество теплоты необходимое для плавления льда массой 100 грамм, находящегося при температуре плавления.
Q1 = c * m * (t2 - t1) = 2100 * 0.1 * (0-(-2)) = 420 Дж;
Q2 = L * m = 340000 * 0.1 = 34000 Дж;
Q = 420 + 34000 = 34420 Дж;
Ответ: 34420 Дж.

Answer 2

Для определения количества теплоты, необходимого для превращения кусочка льда в воду, мы можем использовать формулу:

Q = m * L,

где Q - количество теплоты, m - масса вещества, а L - удельная теплота плавления.

Удельная теплота плавления для льда составляет около 334 Дж/г. Поскольку кусочек льда находится при температуре -2°C, нам необходимо нагреть его до температуры плавления, которая равна 0°C.

Теплота, необходимая для нагрева кусочка льда от -2°C до 0°C, может быть определена с использованием формулы:

Q1 = m * c * ΔT,

где Q1 - количество теплоты, необходимое для изменения температуры, c - удельная теплоемкость воды, ΔT - изменение температуры.

Удельная теплоемкость воды составляет около 4,18 Дж/(г·°C), а изменение температуры равно 0°C - (-2°C) = 2°C.

Теплота, необходимая для превращения льда в воду, будет равна:

Q = Q1 + Q2,

где Q2 - количество теплоты, необходимое для плавления льда.

Теперь мы можем рассчитать количество теплоты:

Q1 = m * c * ΔT = 100 г * 4,18 Дж/(г·°C) * 2°C = 836 Дж.

Q2 = m * L = 100 г * 334 Дж/г = 33 400 Дж.

Q = Q1 + Q2 = 836 Дж + 33 400 Дж = 34 236 Дж.

Таким образом, для превращения кусочка льда массой 100 грамм, взятого при температуре -2°C, в воду при температуре 0°C, необходимо 34 236 Дж (джоулей) теплоты.