Question

яку кількість теплоти потрібно витратити щоб із 4 кг снігу при температурі -10⁰ С отримати 4 кг води при температурі 0⁰ С?​

Answer 1

Ответ:

Яку кількість теплоти потрібно витратити, щоб із 4 кг снігу, температура якого -10 °С, отримати 4 кг окропу?

1) Снег нагревается от -10°С до 0°С.

Для этого потребуется

Q₁=c₁mΔt₁

По спр-ку удельная теплоемкость c₁=2100 Дж/(кг·°С)

Q₁=2100*4(0-(-10))=84000 (Дж)

2) при нуле градусов снег тает (плавится), превращается в воду. Для этого процесса потребуется

Q₂=λm

По спр-ку удельная теплота плавления λ=3,4*10⁵ Дж/кг

Q₂=3,4*10⁵*4=1360000 (Дж)

3) Образовавшаяся вода нагревается от нуля до 100°С.

Необходимое количество теплоты

Q₃=c₂mΔt₂

По спр-ку удельная теплоемкость c₂=4200 Дж/(кг·°С)

Q₃=4200*4*(100-0)=1680000 (Дж)

Итак, общие затраты составят:

Q=Q₁+Q₂+Q₃

Q=84000+1360000+1680000=3124000 (Дж)

Ответ: 3124 кДж (или 3,124 МДж)

Answer 2

Для розрахунку кількості теплоти, потрібної для перетворення 4 кг снігу при температурі -10°C в 4 кг води при температурі 0°C, ми можемо використовувати тепловий баланс.

Спочатку, нам потрібно розрахувати теплоту, яку необхідно витратити для підігріву снігу від -10°C до 0°C. Для цього використовується формула:

Q1 = m * c * ΔT,

де:

• Q1 - теплота (в джоулях),
• m - маса снігу (4 кг),
• c - специфічна теплоємність води (приблизно 4,186 Дж/(г°C)),
• ΔT - зміна температури (0°C - (-10°C) = 10°C).

Тепер розрахуємо Q1:

Q1 = 4 кг * 4,186 Дж/(г°C) * 10°C = 167,44 кДж.

Тепер нам потрібно розрахувати теплоту, яку потрібно витратити для перетворення снігу при 0°C в воду при 0°C. Це відомо як теплота плавлення. Теплота плавлення для води становить близько 334 кДж/кг.

Q2 = m * L,

де:

• Q2 - теплота плавлення,
• L - теплота плавлення води (334 кДж/кг),
• m - маса снігу (4 кг).

Тепер розрахуємо Q2:

Q2 = 4 кг * 334 кДж/кг = 1336 кДж.

Загальна кількість теплоти, яку потрібно витратити, щоб перетворити 4 кг снігу при -10°C в 4 кг води при 0°C, буде сумою Q1 і Q2:

Q = Q1 + Q2 = 167,44 кДж + 1336 кДж = 1503,44 кДж.

Отже, потрібно витратити приблизно 1503,44 кілоюлі (кДж) теплоти для здійснення цього перетворення.