Question

Какое количество теплоты выделится при охлаждении и кристаллизации воды массой 1 кг, взятой при температуре 10 °С? Удельная теплоёмкость воды 4,2 кДж/(кг·°С), удельная теплота плавления льда 330 кДж/кг.

Answer 1

Дано:

t₀ = 10°C

m = 1 кг

c = 4,2 · 10³ Дж/(кг·°С)

λ = 3,3 · 10⁵ Дж/кг

Q - ?

Q = Q охл + Q крист. = cmδt + λm = m · (c (t₀ - 0) + λ) = 1 · (4,2 · 10³ · 10 + 3,3 · 10⁵) = 42000 + 330000 = 372000 = 3,72 · 10⁵ (Дж)

Ответ: 3,72 · 10⁵ Дж

Answer 2

Для вычисления количества теплоты, выделяющегося при охлаждении и кристаллизации воды, нужно учесть два процесса:

1. Охлаждение воды с 10 °C до 0 °C.
2. Кристаллизация воды при 0 °C.

Сначала рассмотрим первый процесс:

1. Охлаждение воды с 10 °C до 0 °C: Для этого используется формула: Q1 = m * c * ΔT, где

   • Q1 - количество теплоты (в Дж),
   • m - масса воды (1 кг),
   • c - удельная теплоёмкость воды (4,2 кДж/(кг·°С)),
   • ΔT - изменение температуры (начальная температура - конечная температура).

   ΔT = 0 °C - 10 °C = -10 °C.

   Теперь вычислим Q1: Q1 = 1 кг * 4,2 кДж/(кг·°С) * (-10 °C) = -42 кДж.

Теперь рассмотрим второй процесс:

2. Кристаллизация воды при 0 °C: Для этого используется удельная теплота плавления льда (330 кДж/кг).

   Q2 = m * L, где

   • Q2 - количество теплоты (в Дж),
   • m - масса воды (1 кг),
   • L - удельная теплота плавления льда (330 кДж/кг).

   Теперь вычислим Q2: Q2 = 1 кг * 330 кДж/кг = 330 кДж.

Теперь сложим оба процесса, так как они происходят последовательно:

Q общее = Q1 + Q2 = -42 кДж + 330 кДж = 288 кДж.

Количество теплоты, выделяющееся при охлаждении и кристаллизации 1 кг воды, составляет 288 кДж.