Question

килограмм льда при температуре -20. Какое количество тепла потребуется для того, чтобы весь лёд превратился в пар? Сколько необходимо израсходовать для этого керосина, дров, спирта?

Answer 1

Нужно разбить тепло на части:

Догрев льда до 0 градусов: с_льда * m * 20 = 42000 Дж

Плавление льда: λ_льда * m = 330000 Дж

Нагрев получившейся воды до 100 градусов : с_воды  * m * 100 = 420000 Дж

Испарение воды при 100 градусах: L_воды * m = 2258000 Дж

Итого: 3050000 Джоулей.

Чтобы найти массу топлива, надо делить найденную теплоту на удельную теплоту сгорания топлива:

Керосин (43000000 Дж): 0.71 кг

Дрова (8300000 Дж) 3.67 кг

Спирт (27000000 Дж): 0.11 кг

Answer 2

Для того чтобы рассчитать количество тепла, необходимого для превращения льда при температуре -20°C в пар при той же температуре (так называемый "плавление" и "испарение"), мы должны учитывать теплоту плавления и теплоту испарения.

Теплота плавления - это количество тепла, которое необходимо добавить к 1 килограмму льда при температуре 0°C, чтобы превратить его в воду при той же температуре. Теплота плавления воды составляет около 334 кДж/кг.

Теплота испарения - это количество тепла, которое необходимо добавить к 1 килограмму воды при температуре кипения, чтобы превратить ее в пар при той же температуре. Теплота испарения воды составляет около 2260 кДж/кг.

Таким образом, чтобы превратить 1 килограмм льда при температуре -20°C в пар при той же температуре, нам потребуется теплота плавления и теплота испарения:

Теплота плавления + Теплота испарения = 334 кДж/кг + 2260 кДж/кг = 2594 кДж/кг

Теперь, чтобы рассчитать количество керосина, дров или спирта, необходимого для предоставления этого количества тепла, нам нужно знать теплоту сгорания этих материалов (теплота сгорания выражается в кДж/кг для удобства расчетов). Однако, у разных видов топлива может быть разная теплота сгорания.

Например, предположим, что теплота сгорания керосина составляет 43 МДж/кг, теплота сгорания дров составляет 16 МДж/кг, а теплота сгорания спирта составляет 29 МДж/кг.

Тогда мы можем рассчитать, сколько керосина, дров и спирта понадобится:

Количество керосина (в кг) = 2594 кДж/кг / 43 МДж/кг ≈ 0.06 кг Количество дров (в кг) = 2594 кДж/кг / 16 МДж/кг ≈ 0.16 кг Количество спирта (в кг) = 2594 кДж/кг / 29 МДж/кг ≈ 0.09 кг

Пожалуйста, обратите внимание, что это лишь примерные расчеты, основанные на предположении теплоты сгорания для каждого топлива. Реальные значения теплоты сгорания могут различаться в зависимости от типа и качества каждого топлива. Также учтите, что эффективность процессов сгорания и передачи тепла может варьироваться в различных системах или устройствах.