Question

Даю 25 балів але з поясненням.Скільки потрібно спалити кам'яного вугілля щоб повністю розплавити 3 кг льоду взятого при 0°.​

Answer 1

Ответ:

скажи на русском, я отвечу :/

Answer 2

Для розплавлення льоду потрібно витратити енергію на перетворення твердого агрегатного стану (льоду) у рідкий без зміни температури.

Спочатку потрібно розрахувати тепло, яке потрібно для розплавлення 3 кг льоду при 0 °C. Для цього використовуємо формулу:

\[Q = m \cdot L_f\]

де \(Q\) - тепло, \(m\) - маса речовини, \(L_f\) - питома теплота плавлення для води, яка дорівнює 334 кДж/кг.

\[Q = 3 \, \text{кг} \cdot 334 \, \text{кДж/кг} = 1002 \, \text{кДж}\]

Отже, для розплавлення 3 кг льоду потрібно 1002 кілоджоулів тепла.

Тепер, щоб розплавити лід, треба підвищити його температуру до точки плавлення (0 °C) та далі перейти від твердого стану до рідкого.

Тепло, яке потрібно для підігріву 3 кг льоду до 0 °C, можна обчислити за допомогою специфічного тепла для підігріву речовини (питома теплота). Для води це складає 4,18 кДж/кг·°C.

Температура льоду підвищується з -273 °C (абсолютний нуль) до 0 °C, тому нам потрібно обчислити тепло для цього:

\[Q = m \cdot c \cdot \Delta T\]

де \(c\) - питома теплота, \(\Delta T\) - зміна температури.

\[Q = 3 \, \text{кг} \cdot 4,18 \, \text{кДж/кг·°C} \cdot (0 \, \text{°C} - (-273 \, \text{°C})) = 3159,54 \, \text{кДж}\]

Таким чином, загальне тепло, яке потрібно для розплавлення 3 кг льоду від -273 °C до рідкого стану при 0 °C, складає:

\[Q_{\text{загальне}} = Q_{\text{розплавлення}} + Q_{\text{підігрів}} = 1002 \, \text{кДж} + 3159,54 \, \text{кДж} = 4161,54 \, \text{кДж}\]

Тепер, коли ми знаємо, що на розплавлення 3 кг льоду потрібно 4161,54 кДж енергії, можемо перевести це у вугільні еквіваленти.

Енергетична потужність кам'яного вугілля залежить від його якості і може варіюватися, приблизно вона становить близько 20-30 мегаджоулів на кілограм. Для обчислення кількості вугілля, яке потрібно, використаємо середню значення, наприклад, 25 мегаджоулів на кілограм.

Тепер, переведемо 4161,54 кДж у мегаджоулі:

\[4161,54 \, \text{кДж} = 4,16154 \, \text{МДж}\]

Тепер поділимо це на енергетичну потужність кам'яного вугілля:

\[4,16154 \, \text{МДж} / 25 \, \text{МДж/кг} = 0,166462 \, \text{кг}\]

Отже, для повного розплавлення 3 кг льоду вам знадобиться приблизно 0,166462 кг кам'яного вугілля, припускаючи, що його енергетична потужність - 25 МДж/кг.