Question

2 кг льда, взятого при температуре -10 градусов, нагревают до температуры плавления за 5 минут и расплавляют в течение следующих 4 минут. А) рассчитайте количество теплоты, сообщенное веществу во всем процессе Б) рассчитайте мощность нагревателя на каждом участке (потерями энергии пренебречь)

Answer 1

из ягл чтоли? Просто ужас какие сложные задачи! Целый день надо сидеть чтоб хоть что-то написать

Answer 2

Для решения задачи воспользуемся формулой теплового равновесия:

Q = m * c * ΔT,

где: Q - количество теплоты (в джоулях), m - масса вещества (в килограммах), c - удельная теплоёмкость вещества (в джоулях на килограмм на градус Цельсия), ΔT - изменение температуры (в градусах Цельсия).

Для льда будем использовать удельную теплоёмкость (c) равную 2 090 Дж/(кг * °C), а для плавления льда - удельную теплоту плавления (L) равную 334 000 Дж/кг.

A) Расчёт количества теплоты:

1. Нагревание льда до температуры плавления:

ΔT1 = 0 °C - (-10 °C) = 10 °C, Q1 = m * c * ΔT1 = 2 кг * 2 090 Дж/(кг * °C) * 10 °C = 41 800 Дж.

2. Плавление льда:

Q2 = m * L = 2 кг * 334 000 Дж/кг = 668 000 Дж.

Общее количество теплоты:

Q = Q1 + Q2 = 41 800 Дж + 668 000 Дж = 709 800 Дж.

Таким образом, количество теплоты, сообщенное веществу во всем процессе, составляет 709 800 Дж.

B) Расчёт мощности нагревателя на каждом участке:

1. Нагревание льда до температуры плавления (5 минут):

t1 = 5 мин = 5 * 60 сек = 300 сек, P1 = Q1 / t1 = 41 800 Дж / 300 сек = 139.33 Вт.

2. Плавление льда (4 минуты):

t2 = 4 мин = 4 * 60 сек = 240 сек, P2 = Q2 / t2 = 668 000 Дж / 240 сек = 2 783.33 Вт.

Таким образом, мощность нагревателя на каждом участке составляет примерно 139.33 Вт во время нагревания и 2 783.33 Вт во время плавления.