Question

Какое количество теплоты необходимо, чтобы изо льда массой 2 кг, взятого при температуре -10°C, получить воду про 0°С (график и описание обязательно)

Answer 1

Q1=cm(t2-t1)(нагревание льда до 0°с)

t1=-10°C

t2=0°C

c=2060 дж/кг·°С

Q1=2060×2×-10=-41200Дж

Q2=αm(плавление льда до воды)

α=340000

Q2=340000×2=680000Дж

Q=Q1+Q2

Q=638800дж

Answer 2

Для определения количества теплоты, необходимого для перехода льда при -10°C в воду при 0°C, мы должны учитывать тепловые изменения, которые происходят в процессе плавления и охлаждения.

График тепловых изменений выглядит следующим образом:

markdownCopy code
         |
    Q2   |        ________
         |       |        |
    Q1   |       |        |
         |       |        |
    Q0   |_______|        |_________
         T0      Tm       Tf

Объяснение графика:

• T0: Начальная температура льда = -10°C
• Tf: Конечная температура воды = 0°C
• Tm: Температура плавления льда = 0°C
• Q0: Количество теплоты, необходимое для нагревания льда от -10°C до 0°C
• Q1: Количество теплоты, необходимое для плавления льда при 0°C
• Q2: Количество теплоты, необходимое для охлаждения воды от 0°C до 0°C

Теперь давайте рассмотрим каждый из этапов подробнее:

1. Нагревание льда от -10°C до 0°C: Для этого используется формула:

Q0 = m * c * ΔT

где: m = масса льда = 2 кг c = удельная теплоемкость льда = 2090 J/(kg·°C) (приближенное значение при температуре около -10°C) ΔT = изменение температуры = 0°C - (-10°C) = 10°C

Q0 = 2 кг * 2090 J/(kg·°C) * 10°C Q0 = 41800 Дж (джоулей)

2. Плавление льда при 0°C: Для этого используется формула:

Q1 = m * Lf

где: m = масса льда = 2 кг Lf = удельная теплота плавления льда = 334,000 J/kg

Q1 = 2 кг * 334,000 J/kg Q1 = 668,000 Дж (джоулей)

3. Охлаждение воды от 0°C до 0°C (переходное состояние): На этом этапе вода находится при температуре 0°C, и охлаждение ее до такой же температуры не требует дополнительной теплоты. Поэтому Q2 = 0.

Теперь суммируем полученные значения:

Общее количество теплоты (Q) = Q0 + Q1 + Q2 Q = 41800 Дж + 668000 Дж + 0 Дж Q = 709800 Дж

Таким образом, для перехода льда массой 2 кг при -10°C в воду при 0°C требуется 709800 Дж (джоулей) теплоты.