Question

СРОЧНО 50 БАЛЛОВ 2. Какое количество теплоты необходимо потратить, чтобы из 2 кг льда, взятого при – 20 градусовС получить пар при 100С. Сделать график. Справочные данные: Удельная теплоемкость льда – 2100 Дж/кг град.С, Удельная теплоемкость воды – 4200 Дж/кг град.С, Удельная теплота плавления льда - 340000 Дж/кг Удельная теплота парообразования – 2300000 Дж/кг

Answer 1

Ответ:

Дано:

m = 2 кг

t₁ = -20°C

t₂ = 0°C

t₃ = 100°C

λ = 3,3 × 10⁵ Дж/кг

с льда = 2100 Дж/кг°C

с воды = 4200 Дж/кг°C

L = 2,3 × 10⁶ Дж/кг

Найти: Q - ?

Решение:

Q = Q₁ + Q₂ + Q₃ + Q₄

Q = Δt₁mc льда + mλ + Δt₂mc воды + mL

Q = 20°C × 2 кг × 2100 Дж/кг°C + 2 кг × 330000 Дж/кг + 100°C × 2 кг × 4200 Дж/кг°C + 2 кг × 2300000 Дж/кг = 84 000 Дж + 660 000 Дж + 840 000 Дж + 4 600 000 Дж = 6,184 МДж

Answer 2

Для решения этой задачи мы можем разбить процесс на несколько этапов: первый этап - нагревание льда до 0°C, второй этап - плавление льда при 0°C, третий этап - нагревание получившейся воды до 100°C, и, наконец, четвёртый этап - испарение воды при 100°C.

Давайте вычислим количество теплоты, необходимое для каждого этапа:

1. Нагревание льда до 0°C: Q1 = m * c_ice * ΔT Q1 = 2 kg * 2100 J/(kg°C) * (0°C - (-20°C)) Q1 = 2 kg * 2100 J/(kg°C) * 20°C Q1 = 84000 J

2. Плавление льда при 0°C: Q2 = m * L_fusion Q2 = 2 kg * 340000 J/kg Q2 = 680000 J

3. Нагревание воды до 100°C: Q3 = m * c_water * ΔT Q3 = 2 kg * 4200 J/(kg°C) * (100°C - 0°C) Q3 = 840000 J

4. Испарение воды при 100°C: Q4 = m * L_vaporization Q4 = 2 kg * 2300000 J/kg Q4 = 4600000 J

Теперь сложим все полученные количества теплоты:

Q_total = Q1 + Q2 + Q3 + Q4 Q_total = 84000 J + 680000 J + 840000 J + 4600000 J Q_total = 6168000 J

Итак, для превращения 2 кг льда при -20°C в пар при 100°C необходимо потратить 6168000 Дж (или 6168 кДж) теплоты.

Чтобы построить график, вы можете использовать количество теплоты (в Дж) как ось Y и этапы процесса (нагревание льда, плавление льда, нагревание воды, испарение воды) как ось X. Каждый этап будет представляться отрезком на графике, длина которого будет соответствовать количеству теплоты, необходимому для этого этапа.