Question

На сколько увеличится внутренняя энергия 10 кг льда, взятого при температуре 0°С, в результате превращения его в пар, имеющий температуру 100°С?

Answer 1

Данные: m (масса льда) = 10 кг; t0 (начальная температура льда) = 0 ºС; t (температура полученного пара) = 100 ºС.

Постоянные: λ (удельная теплота плавления льда) = 3,4 * 105 Дж/кг; С (удельная теплоемкость воды) = 4200 Дж/(кг*К); L (удельная теплота парообразования воды) = 23 * 105 Дж/кг.

Увеличение внутренней энергии льда определим по формуле: Q = Q1 + Q2 + Q3 = λ * m + C * m * (t - t0) + L * m = m * (λ + C * (t - t0) + L) = 10 * (3,4 * 105 + 4200 * 100 + 23 * 105) = 30,6 * 106 Дж = 30,6 МДж.

Answer 2

Для ответа на этот вопрос нужно рассчитать изменение внутренней энергии вещества при изменении его состояния с льда при 0°С до пара при 100°С.

Сначала нужно определить количество теплоты, необходимое для плавления 10 кг льда при 0°С. Для этого мы можем воспользоваться удельной теплотой плавления льда, которая равна 334 кДж/кг. Таким образом, чтобы растопить 10 кг льда, нужно 10 × 334 = 3 340 кДж теплоты.

Затем нужно определить количество теплоты, необходимое для испарения воды. Удельная теплота испарения воды при 100°С составляет 2 260 кДж/кг. Таким образом, чтобы испарить 10 кг воды, нужно 10 × 2 260 = 22 600 кДж теплоты.

Итак, общее количество теплоты, необходимое для превращения 10 кг льда при 0°С в пар при 100°С, составляет:

3 340 кДж + 22 600 кДж = 25 940 кДж

Изменение внутренней энергии вещества можно определить, используя закон сохранения энергии:

Изменение внутренней энергии = Количество теплоты, полученной или отданной в результате изменения состояния вещества

Таким образом, изменение внутренней энергии 10 кг льда, превращенного в пар при 100°С, составляет 25 940 кДж.