Question

Задача. Лёд массой 2 кг при температуре -10 градусов внесли в комнату после чего лёд растаял, а образовавшаяся вода нагрелась до 18 градусов . Сколько теплоты для этого понадобится?

Answer 1

Тл=-10Сmл=2 кгТпл=0СТв=18Сl=3.4*10^5 Дж/кгс1=2100 Дж/кгСс2=4200Дж/кгС- - - - - - - -Q=Qнл+Qпл+QнвQнл-количество теплоты,полученное льдом при нагревании от Tл до TплQ=c1m(Tпл-Tл)Qпл-количество теплоты,полученное льдом массой mл при плавленииQ=lmлQнв-количество теплоты,полученное водой из льда при нагревании от Tпл до Тв Q=c2mл(Tв-Тпл)

Answer 2

Для решения этой задачи мы можем использовать формулу для расчета теплоты:

Q = m * c * ΔT,

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

В данном случае, масса льда равна 2 кг, температура льда -10 градусов Цельсия, а температура воды после его растапливания 18 градусов Цельсия.

Первым шагом мы должны рассчитать количество теплоты, необходимое для нагревания льда до температуры плавления (0 градусов Цельсия). Для этого мы используем формулу:

Q1 = m * c_лед * ΔT1,

где c_лед - удельная теплоемкость льда (приблизительно 2090 Дж/кг·°C), а ΔT1 - изменение температуры от -10°C до 0°C.

Q1 = 2 кг * 2090 Дж/кг·°C * (0°C - (-10°C)) = 2 кг * 2090 Дж/кг·°C * 10°C = 41,800 Дж.

Следующим шагом мы рассчитаем количество теплоты, необходимое для плавления льда. Для этого мы используем формулу:

Q2 = m * L,

где L - удельная теплота плавления льда (приблизительно 334,000 Дж/кг).

Q2 = 2 кг * 334,000 Дж/кг = 668,000 Дж.

Наконец, мы рассчитаем количество теплоты, необходимое для нагревания полученной воды до температуры 18 градусов Цельсия. Для этого мы используем формулу:

Q3 = m * c_вода * ΔT2,

где c_вода - удельная теплоемкость воды (приблизительно 4186 Дж/кг·°C), а ΔT2 - изменение температуры от 0°C до 18°C.

Q3 = 2 кг * 4186 Дж/кг·°C * 18°C = 150,408 Дж.

Общее количество теплоты, необходимое для растапливания льда и нагрева полученной воды до 18 градусов Цельсия, составляет:

Q = Q