Question

Гриша проводил опыты со льдом и водой, нагревая их на электроплитке в закрытой алюминиевой кружке. Оказалось, что для плавления 0,2 кг льда, находившегося при 0°С,требуется 600 секунд, а для нагревания такой же массы воды на 20 °С необходимо 150 секунд.Валера предположил, что мощность плитки постоянна, и что всё количество теплоты,поступающее от плитки, идёт на плавление льда (или нагревание воды). Зная, что удельнаятеплоёмкость воды равна 4200 Дж/(кг:°С), помогите Грише определить по полученнымэкспериментальным данным удельную теплоту плавления льда.Ответ:Дж/кг.​​

Answer 1

Ответ:

Объяснение:

1)

Плавим лед:

Q₁ = λ·m

Мощность плитки:

N = Q₁/t₁ = λ·m / t₁        (1)

2)

Нагреваем воду:

Q₂ = c·m·Δt

Мощность:

N = Q₂/t₂ = c·m·Δt /t₂      (2)

Приравняем (1) и (2):

λ·m / t₁ = c·m·Δt / t₂

λ  = c·Δt·t₁ / t₂

λ  = 4200·20·600 / 150 ≈ 340 000 Дж/кг  или   340 кДж/кг

Табличное значение:

Answer 2

Для решения этой задачи, мы можем использовать закон сохранения энергии, который гласит, что всё количество теплоты, поступающее от плитки, идет на плавление льда (или нагревание воды). Мы также можем использовать следующее уравнение, чтобы рассчитать количество теплоты, необходимое для плавления льда или нагревания воды:

Q = m * c * ΔT

где: Q - количество теплоты (в джоулях) m - масса вещества (в килограммах) c - удельная теплоемкость вещества (в данном случае, удельная теплоемкость воды) ΔT - изменение температуры (в градусах Цельсия)

Для плавления 0,2 кг льда, который находился при 0°C, требуется 600 секунд:

Q_льда = 0.2 кг * 4200 Дж/(кг·°C) * (0°C - (-20°C)) = 0.2 кг * 4200 Дж/(кг·°C) * 20°C = 168,000 Дж

Для нагревания такой же массы воды на 20°C требуется 150 секунд:

Q_воды = 0.2 кг * 4200 Дж/(кг·°C) * 20°C = 168,000 Дж

Поскольку мощность плитки постоянна и всё количество теплоты идет на плавление льда или нагревание воды, то теплота плавления льда (Q_льда) должна быть равна теплоте, необходимой для нагревания воды (Q_воды). Таким образом, удельная теплота плавления льда (L) равна:

L = Q_льда / масса льда = 168,000 Дж / 0.2 кг = 840,000 Дж/кг

Ответ: Удельная теплота плавления льда составляет 840,000 Дж/кг.