Question

Какое выделится количество теплоты при превращении в лед и дальнейшем охлаждении воды, взятой при t=20°C, mв=200л

Answer 1

Остывает вода до 0°C

Q1 = c1*m*Δt = 4200*200*20 = 16,8 МДж

Выделение тепла при кристаллизации:

Q2 = λ*m = 3,3*10⁵*200 = 66 МДж

Общее количество выделившейся теплоты:

Q = Q1 + Q2 = 16,8 +66 = 82,8 МДж

Answer 2

Для вычисления количества выделенной теплоты при превращении воды в лед и последующем охлаждении необходимо учитывать два этапа процесса: первоначальное замерзание и охлаждение льда.

1. Превращение воды в лед: Для воды при атмосферном давлении точка замерзания составляет 0°C. Таким образом, чтобы превратить воду при t=20°C в лед, необходимо снизить ее температуру на 20°C. Количество выделенной теплоты при замерзании воды можно рассчитать с помощью следующего уравнения: Q1 = mв * c * ΔT, где: Q1 - количество теплоты, выделенной при замерзании (в джоулях), mв - масса воды (в килограммах), c - удельная теплоемкость воды (4,186 Дж/(г°C)), ΔT - изменение температуры (разница между начальной и конечной температурами) (в °C).

В данном случае: mв = 200 л = 200 кг, ΔT = 20°C.

Подставляя значения в формулу, получаем: Q1 = 200 кг * 4,186 Дж/(г°C) * 20°C = 167,44 кДж.

Таким образом, при превращении воды при температуре 20°C в лед выделится около 167,44 кДж теплоты.

2. Охлаждение льда: После превращения воды в лед температуру льда необходимо дальше снизить. Точка плавления льда составляет также 0°C. Поэтому необходимо снизить температуру льда с 0°C до определенной конечной температуры.

Количество теплоты, необходимое для охлаждения льда, можно рассчитать с помощью следующего уравнения: Q2 = mл * cл * ΔT, где: Q2 - количество теплоты, необходимое для охлаждения льда (в джоулях), mл - масса льда (равна массе воды, которая превратилась в лед) (в килограммах), cл - удельная теплоемкость льда (2,09 Дж/(г°C)), ΔT - изменение температуры (разница между начальной и конечной температурами) (в °C).

В данном случае: mл = mв = 200 к