Question

Яку кількість теплоти потрібно витратити, щоб перетворити лід масою 5 кгз температурою -20°С у воду з температурою 40°С?

Answer 1

Ответ:

Объяснение:

Дано:

m = 5 кг

t₁ = -20°C

t = 0°C

t₂ = 40°C

___________

Q - ?

1)

Нагреваем лед до температуры плавления:

Q₁ = c₁·m·(t - t₁) = 2100·5·(0 - (020)) = 210 000 Дж     или    210 кДж

2)

Плавим лед:

Q₂ = λ·m = 3,3·10⁵·5 = 1 650 кДж

3)

Нагреваем воду:

Q₃ = c₂·m·(t₂ - t) = 4200·5·(40-0) = 840 кДж

4)

Суммарное количество теплоты:

Q = Q₁ + Q₂ + Q₃ = 210 + 1650 + 840 = 2 700 кДж

Answer 2

Для розрахунку кількості теплоти, необхідної для перетворення льоду води при зміні температур, можна використовувати формулу:

Q = m * c * ΔT,

де:

• Q - кількість теплоти (в джоулях або кілокалоріях),
• m - маса речовини (в кілограмах),
• c - специфічна теплоємність речовини (в джоулях на кілограм на градус Цельсія),
• ΔT - зміна температури (в градусах Цельсія).

Специфічна теплоємність для льоду (c_льоду) та для води (c_води) різні, і їх потрібно взяти до уваги.

1. Спершу, обчислимо теплоту, необхідну для нагрівання льоду з -20°C до 0°C: Q1 = m * c_льоду * ΔT1, де ΔT1 = 0°C - (-20°C) = 20°C.

2. Далі, обчислимо теплоту, необхідну для плавлення льоду: Q2 = m * L, де L - теплота плавлення льоду (в джоулях на кілограм).

3. Після плавлення льоду, обчислимо теплоту, необхідну для нагрівання води з 0°C до 40°C: Q3 = m * c_води * ΔT3, де ΔT3 = 40°C - 0°C = 40°C.

Загальна кількість теплоти Q, яка потрібна, буде рівною сумі всіх цих теплот: Q = Q1 + Q2 + Q3.

Значення специфічних теплоємностей та теплоти плавлення льоду можна знайти у таблицях фізичних констант.

Нехай:

• c_льоду = 2100 J/(kg°C), специфічна теплоємність льоду,
• c_води = 4186 J/(kg°C), специфічна теплоємність води,
• L = 333500 J/kg, теплота плавлення льоду.

Підставляючи значення до формул та вирішуючи їх, отримаємо кількість теплоти Q, необхідну для цього процесу.