Question

Определи количество теплоты, необходимое для превращения 3 кг льда с температурой −27 °С в воду при температуре 27 °С.Температура плавления льда равна 0 °С, удельная теплота плавления льда — 3,4⋅10^5Дж_кг, удельная теплоёмкость льда — 2100Джкг⋅°С, удельная теплоёмкость воды — 4200Дж_кг⋅°С.

Answer 1

Ответ:

1530300 Дж = 1,53 МДж

Объяснение:

1. сначала необходимо нагреть лед на 27 градусов до нуля

Количество теплоты 1  = 3 кг х 27 град х 2100 = 170 100 Дж

2. Необходимо растопить лед

Количество теплоты 2 = 3 кг х 3,4х 10е5 = 10,2 х 10е5 Дж

3. Необходимо нагреть воду

Количество теплоты 3 = 3 кг х 27 град х 4200 = 340200 Дж

Общее кол-во теплоты = 170100 + 1020000+340200 = 1530300 Дж = 1,53 МДж

Answer 2

Для решения этой задачи мы можем разделить процесс на несколько этапов:

1. Подогрев льда от температуры -27 °C до 0 °C.
2. Плавление льда при температуре 0 °C.
3. Подогрев получившейся воды от 0 °C до 27 °C.

Давайте рассчитаем количество теплоты, затрачиваемое на каждый из этих этапов.

1. Подогрев льда: Масса льда, m = 3 кг Температура изменения, ΔT = 0 °C - (-27 °C) = 27 °C Удельная теплоёмкость льда, c_лед = 2100 Дж/(кг·°С)

Количество теплоты Q_1, затрачиваемое на подогрев льда до 0 °C: Q_1 = m * c_лед * ΔT = 3 кг * 2100 Дж/(кг·°С) * 27 °C = 170100 Дж

2. Плавление льда: Масса плавящегося льда остается той же, что и в пункте 1. Удельная теплота плавления льда, L = 3.4 * 10^5 Дж/кг

Количество теплоты Q_2, затрачиваемое на плавление льда: Q_2 = m * L = 3 кг * 3.4 * 10^5 Дж/кг = 1020000 Дж

3. Подогрев воды: Теперь у нас есть вода, масса которой также равна 3 кг. Температура изменения, ΔT = 27 °C - 0 °C = 27 °C Удельная теплоёмкость воды, c_вода = 4200 Дж/(кг·°С)

Количество теплоты Q_3, затрачиваемое на подогрев воды до 27 °C: Q_3 = m * c_вода * ΔT = 3 кг * 4200 Дж/(кг·°С) * 27 °C = 340200 Дж

Таким образом, общее количество теплоты, необходимое для превращения 3 кг льда при температуре -27 °C в воду при температуре 27 °C, будет равно сумме всех трех этапов: Q_общее = Q_1 + Q_2 + Q_3 = 170100 Дж + 1020000 Дж + 340200 Дж = 1532300 Дж

Итак, необходимо 1,532,300 Дж теплоты для выполнения этого процесса.