Question

Срочно В морозильной камере вода остыла от 10С до ОС за 10 минут. Через какое время вода полностью превратится в лёд? Удельная теплоёмкость воды 4200 Дж/кг∙ ОС, удельная теплота плавления 3,3∙105 Дж/кг

Answer 1

Ответ:117Дж

Объяснение:

Answer 2

Для рассчета времени, за которое вода полностью замерзнет, нам понадобится учесть два этапа процесса: первый - охлаждение воды до 0°C, и второй - замерзание воды при 0°C.

1. Охлаждение воды до 0°C: В этом случае потеря тепла можно рассчитать используя формулу: Q = m * c * ΔT, где

• Q - количество тепла,
• m - масса воды,
• c - удельная теплоёмкость воды,
• ΔT - изменение температуры.

По условию, начальная температура воды 10°C, конечная 0°C, удельная теплоёмкость c = 4200 Дж/кг∙°C.

Для удобства рассчетов предположим, что у нас есть 1 кг воды, так как удельные значения не зависят от массы. Тогда изменение температуры ΔT = 0°C - 10°C = -10°C.

Q1 = m * c * ΔT = 1 кг * 4200 Дж/кг∙°C * (-10°C) = -42000 Дж.

2. Замерзание воды при 0°C: Теперь, чтобы полностью превратить 1 кг воды при 0°C в лёд, нам потребуется удельная теплота плавления L = 3.3 * 10^5 Дж/кг.

Тепло, необходимое для замерзания, можно рассчитать так: Q2 = m * L = 1 кг * 3.3 * 10^5 Дж/кг = 3.3 * 10^5 Дж.

Суммируя оба этапа, общее количество тепла, необходимое для охлаждения и замерзания 1 кг воды, составляет: Q_total = Q1 + Q2 = -42000 Дж + 3.3 * 10^5 Дж = 2.88 * 10^5 Дж.

Теперь мы можем рассчитать время, за которое это количество тепла будет передано массе воды, используя формулу Q = m * c * ΔT:

2.88 * 10^5 Дж = 1 кг * 4200 Дж/кг∙°C * ΔT.

ΔT = 2.88 * 10^5 Дж / (4200 Дж/кг∙°C) ≈ 68.57°C.

Таким образом, чтобы вода полностью превратилась в лёд, потребуется охладить её до -68.57°C.

Теперь, учитывая, что вода замерзает при 0°C, и охлаждение до более низкой температуры не имеет смысла, мы можем заключить, что вода не превратится полностью в лёд.