Question

20 БАЛЛОВ!!! Определи количество теплоты, необходимое для превращения 5 кг льдапри температуре −30 °С в воду при температуре 74 °С.Температура плавления льда 0 °С, удельная теплота плавления льда 3,4⋅105Дж кг, удельная теплоёмкость льда 2100Дж кг⋅°С, удельная теплоёмкость воды 4200Дж кг⋅°С.

Answer 1

Дано

m= 5 кг

t1= -30°С

t2 = 74°С

tплав=0°С

λ= 3,4⋅10⁵Дж кг

c1= 2100Дж кг⋅°С,

c2=4200Дж кг⋅°С

Найти:

Q = ?

Формулы:

1) Q = cm(tкон - tнач)

2) Q = λm

3) Qобщ= Q1+Q2

Решение;

1) Q1 = cm(tкон - tнач)

Q1= 2100 Дж/кг*°C×5 кг × (0°С-(-30°С)=315000 Дж

2) Q2 = λm

Q1= 3,4×10⁵Дж/кг×5 кг= 1,7×10⁶=1700000 Дж

3) Q3= cm(tкон - tнач)

Q3= 4200 Дж/кг*°С × 5 кг × (0°С+74°С)= 1 554 000 Дж

4) Qобщ= Q1+Q2+Q3

Qобщ=315000 Дж+1700000 Дж + 1554000 Дж = 3569000 Дж =3569 кДж

Ответ: 3569 кДж

Answer 2

Для решения этой задачи мы можем разделить процесс на две части:

1. Нагревание льда от -30 °С до 0 °С.

2. Плавление льда при 0 °С.

3. Нагревание воды от 0 °С до 74 °С.

4. Нагревание льда от -30 °С до 0 °С: Для этого нам понадобится использовать удельную теплоемкость льда. Формула для расчета теплоты Q1: Q1 = масса × удельная теплоемкость × изменение температуры.

Масса льда: m1 = 5 кг. Удельная теплоемкость льда: С1 = 2100 Дж/(кг × °C). Изменение температуры: ΔT1 = 0 °C - (-30 °C) = 30 °C.

Теплота Q1 = m1 × C1 × ΔT1.

2. Плавление льда при 0 °С: Для этого нам понадобится использовать удельную теплоту плавления льда. Формула для расчета теплоты Q2: Q2 = масса × удельная теплота плавления.

Масса льда: m2 = 5 кг. Удельная теплота плавления льда: L = 3.4 × 10^5 Дж/кг.

Теплота Q2 = m2 × L.

3. Нагревание воды от 0 °С до 74 °С: Для этого нам понадобится использовать удельную теплоемкость воды. Формула для расчета теплоты Q3: Q3 = масса × удельная теплоемкость × изменение температуры.

Масса воды: m3 = 5 кг. Удельная теплоемкость воды: C3 = 4200 Дж/(кг × °C). Изменение температуры: ΔT3 = 74 °C - 0 °C = 74 °C.

Теплота Q3 = m3 × C3 × ΔT3.

Теплота, необходимая для превращения льда при температуре -30 °С в воду при температуре 74 °С, будет равна сумме Q1, Q2 и Q3: Q = Q1 + Q2 + Q3.

Вычислим значения:

Q1 = 5 кг × 2100 Дж/(кг × °C) × 30 °C = 315000 Дж. Q2 = 5 кг × 3.4 × 10^5 Дж/кг = 1700000 Дж. Q3 = 5 кг × 4200 Дж/(кг × °C) × 74 °C = 15540000 Д