Question

Какое количество теплоты необходимо для того чтобы смесь из 6 кг воды и 9 кг льда взятых при температуре 0 градусов довести до кипения?

Answer 1

Сперва узнаем какое кол-во энергии нужно для нагрева воды до 100 градусов Q1=cm(t2-t1) => Q=4200*7*100=2940*10 в 3 степени.
Узнаем кол-во энергии для превращении воды в пар Q=лямбда*m => Q2=2.3*10 в шестой * 7 => Q=1610*10 в 4 степени.
Прибавляем оба значения Q=Q1+Q2 => Q=4550*10 в 4 степени

Answer 2

Для решения этой задачи нужно учесть, что сначала нужно потратить теплоту на таяние льда, затем на нагревание получившейся жидкости до кипения.

Для таяния льда потребуется:

Q1 = m_льда * L_льда,

где m_льда - масса льда, L_льда - удельная теплота плавления льда, равная 334 кДж/кг.

Q1 = 9 кг * 334 кДж/кг = 3006 кДж.

Для нагревания жидкости до кипения потребуется:

Q2 = m_воды * c_воды * Δt,

где m_воды - масса воды, c_воды - удельная теплоемкость воды, равная 4,18 кДж/(кг*К), Δt - изменение температуры от 0 градусов до температуры кипения воды, равной 100 градусов.

Сначала нужно найти количество теплоты, которое необходимо для нагревания льда до температуры плавления:

Q3 = m_льда * c_льда * Δt_льда,

где c_льда - удельная теплоемкость льда, равная 2,03 кДж/(кг*К), Δt_льда - изменение температуры от -10 градусов (температура замерзания воды) до 0 градусов.

Q3 = 9 кг * 2,03 кДж/(кг*К) * 10 K = 182,7 кДж.

Тогда общее количество теплоты, необходимое для нагревания жидкости до кипения, будет равно:

Q2 = 6 кг * 4,18 кДж/(кг*К) * (100 градусов - 0 градусов) + Q3 = 2512,8 кДж + 182,7 кДж = 2695,5 кДж.

Итого, общее количество теплоты, необходимое для доведения смеси из 6 кг воды и 9 кг льда до кипения, будет равно:

Q = Q1 + Q2 = 3006 кДж + 2695,5 кДж = 5701,5 кДж.

Ответ: для доведения смеси из 6 кг воды и 9 кг льда до кипения потребуется 5701,5 кДж теплоты.