Question

Скільки потрібно затратити теплоти , щоб 2 кг льоду , взятого за температури 7°C , перетворити у воду з температурою 19°C ? Питома теплоємність льоду 2,1 кДж на кг°C​

Answer 1

m = 2 кг

t₁ = 0⁰C

t₂ = 40⁰С

λ = 3,4·10⁵ Дж/кг

с = 4200 Дж / (кг·°С)

___________

Q - ?

Плавим лед:

Q₁ = λ·m = 3,4·10⁵ · 2 = 680 000 Дж или 680 кДж

Нагреваем воду, полученную из растаявшего льда:

Q₂ = c·m·(t₂-t₁) = 4200·2·(40-0) = 336 000 Дж или 336 кДж

Суммарное количество теплоты:

Q = Q₁+Q₂ = 680 + 336 = 1 016 кДж или Q ≈ 1 МДж

Ответ :1016кДж или Q ≈ 1 МДж

Answer 2

Для розрахунку необхідної кількості теплоти для перетворення 2 кг льоду при температурі -7°C у воду при температурі 19°C, спершу розглянемо два етапи:

1. Підігрів льоду від -7°C до 0°C: Зміна температури: 0°C - (-7°C) = 7°C Питома теплоємність льоду: 2,1 кДж/кг°C Маса льоду: 2 кг

   Тепло, необхідне для підігріву льоду до 0°C: Q1 = маса * питома теплоємність * зміна температури Q1 = 2 кг * 2,1 кДж/(кг°C) * 7°C = 29,4 кДж

2. Плавлення льоду у воду при 0°C: Питома теплоємність плавлення льоду: 334 кДж/кг Маса льоду: 2 кг

   Тепло, необхідне для плавлення льоду у воду: Q2 = маса * питома теплоємність плавлення льоду Q2 = 2 кг * 334 кДж/кг = 668 кДж

3. Підігрів отриманої води з 0°C до 19°C: Зміна температури: 19°C - 0°C = 19°C Питома теплоємність води: 4,18 кДж/кг°C Маса води: 2 кг

   Тепло, необхідне для підігріву води до 19°C: Q3 = маса * питома теплоємність * зміна температури Q3 = 2 кг * 4,18 кДж/(кг°C) * 19°C = 159,08 кДж

Тепло, необхідне для перетворення льоду при -7°C у воду при 19°C, буде дорівнювати сумі всіх цих теплових обмінів:

Q = Q1 + Q2 + Q3 Q = 29,4 кДж + 668 кДж + 159,08 кДж = 856,48 кДж

Отже, потрібно затратити 856,48 кілоюлей (кДж) теплоти, щоб перетворити 2 кг льоду при -7°C у воду при 19°C.