Question

Определи количество теплоты, необходимое для превращения 5 кг льда с температурой −18 °С в воду при температуре 53 °С. Температура плавления льда равна 0 °С, удельная теплота плавления льда — 3,4⋅10^5 Джкг, удельная теплоёмкость льда — 2100Джкг⋅°С, удельная теплоёмкость воды — 4200Джкг⋅°С.

Answer 1

Дано:

m=5кг

t₁= −18 °С

t₂= 53 °С

λ  = 3,4⋅10⁵

c =  2100Дж/кг⋅°С (льда)

c = 4200Дж/кг⋅°С (воды)

Найти:

Q-?

                          Решение:

1) сmt₁                       (c-льда)

2) λm

3)  сmt₂                      (c-воды)

4) Q₁+Q₂+Q₃

1) 2100·5·18=189.000Дж

2) 3,4⋅10⁵·5=1.700.000Дж

3) 4200·5·53=1.113.000Дж

4) 189.000+1.700.000+1.113.000=3.002.000Дж

Ответ: 3.002.000Дж

Answer 2

Для решения этой задачи нужно учесть два этапа: нагревание льда до температуры плавления и плавление льда в воду.

1. Нагревание льда до температуры плавления: Количество теплоты, необходимое для нагревания льда, можно вычислить по формуле: Q1 = m * c1 * Δt1, где Q1 - количество теплоты (в джоулях), m - масса льда (в килограммах) (m = 5 кг), c1 - удельная теплоёмкость льда (в джоулях на килограмм на градус Цельсия) (c1 = 2100 Дж/кг*°C), Δt1 - изменение температуры (температура плавления льда - начальная температура) (Δt1 = 0 °C - (-18 °C)).

Таким образом: Q1 = 5 кг * 2100 Дж/кг*°C * (0 °C - (-18 °C)).

2. Плавление льда в воду: Количество теплоты, необходимое для плавления льда, можно вычислить по формуле: Q2 = m * L, где Q2 - количество теплоты (в джоулях), m - масса льда (в килограммах) (m = 5 кг), L - удельная теплота плавления льда (в джоулях на килограмм) (L = 3.4 * 10^5 Дж/кг).

Таким образом: Q2 = 5 кг * (3.4 * 10^5 Дж/кг).

Итого, общее количество теплоты, необходимое для превращения 5 кг льда при температуре -18 °C в воду при температуре 53 °C, равно: Q_total = Q1 + Q2.

Вычислим значения: Q1 = 5 кг * 2100 Дж/кг°C * (0 °C - (-18 °C)) = 5 кг * 2100 Дж/кг°C * 18 °C. Q2 = 5 кг * (3.4 * 10^5 Дж/кг).

Подставим значения и выполним вычисления: Q1 = 5 кг * 2100 Дж/кг*°C * 18 °C = 189000 Дж. Q2 = 5 кг * (3.4 * 10^5 Дж/кг) = 1.7 * 10^6 Дж.

Q_total = Q1 + Q2 = 189000 Дж + 1.7 * 10^6 Дж.

Таким образом, общее количество теплоты, необходимое для превращения 5 кг льда при температуре -18 °C в воду при температуре 53 °C, равно сумме Q1 и Q2, то есть около 1.889 миллиона Джоулей.