Question

СРОЧНО ДАЮ 100 балів!!! Яку масу льоду, взятого за температури -15 °С, можна розплавити і одержану воду нагріти до 20 °С, використавши 16,5 МДж теплоти?

Answer 1

Відповідь: ≈ 37 кг

Пояснення:

Answer 2

Для вирішення цього завдання можна скористатися формулою теплового балансу:

Q = m_1 * c_1 * ΔT_1 + m_2 * c_2 * ΔT_2,

де: Q - загальна теплота, витрачена на процес (16,5 МДж), m_1 - маса льоду, c_1 - специфічна теплоємність льоду (2,09 кДж/кг·°С), ΔT_1 - зміна температури льоду (20 °C - (-15 °C)), m_2 - маса отриманої води, c_2 - специфічна теплоємність води (4,18 кДж/кг·°С), ΔT_2 - зміна температури води (20 °C - 0 °C).

Зауважте, що треба перетворити теплові єдиниці, щоб забезпечити одиниці виміру відповідно до СІ (кілограми і джоулі).

Спочатку розрахуємо масу льоду:

16,5 МДж = m_1 * 2,09 кДж/кг·°С * (20 °C - (-15 °C)) + m_2 * 4,18 кДж/кг·°С * (20 °C - 0 °C).

Перетворимо МДж на кДж:

16,5 МДж = 16,500 кДж.

Підставимо відповідні значення:

16,500 кДж = m_1 * 2,09 кДж/кг·°С * 35 °C + m_2 * 4,18 кДж/кг·°С * 20 °C.

Тепер розв'яжемо це рівняння щодо m_1. Для цього віднімемо m_2 частину та розділимо обидві частини на 2,09 кДж/кг·°С:

m_1 * 2,09 кДж/кг·°С * 35 °C = 16,500 кДж - m_2 * 4,18 кДж/кг·°С * 20 °C,

m_1 = (16,500 кДж - m_2 * 4,18 кДж/кг·°С * 20 °C) / (2,09 кДж/кг·°С * 35 °C).

Тепер вам потрібно знайти значення m_1, виконавши необхідні обчислення.