Question

Какое количество теплоты требуется, чтобы лёд массой 2 кг, взятый при температуре -10°С, обратить в пар при 100°С?

Answer 1

Q=cm(t2-t1)
cводы=4200Дж/кг°С
Q=4200×2×(100-(-10)=924 000Дж=924кДж

Answer 2

Для решения этой задачи, нам потребуется использовать теплоту смены фазы, чтобы превратить лед в воду при той же температуре, а затем далее нагреть эту воду до кипения при 100°C. Для этого используется формула:

Количество теплоты = масса × удельная теплота смены фазы + масса × удельная теплоемкость × изменение температуры

1. Количество теплоты для смены льда в воду: Масса льда (m) = 2 кг Удельная теплота смены фазы (Лед -> Вода) = 334 кДж/кг

Теплота смены фазы = масса × удельная теплота смены фазы Теплота смены фазы = 2 кг × 334 кДж/кг = 668 кДж

2. Количество теплоты для нагревания воды до кипения: Температура воды = 0°C (после смены фазы лед -> вода) Температура кипения = 100°C

Изменение температуры = Температура кипения - Температура воды Изменение температуры = 100°C - 0°C = 100°C

Удельная теплоемкость воды = 4.186 кДж/кг°C (приближенное значение)

Теплота для нагревания воды = масса × удельная теплоемкость × изменение температуры Теплота для нагревания воды = 2 кг × 4.186 кДж/кг°C × 100°C = 838.8 кДж

Теперь, чтобы обратить лед массой 2 кг при -10°C в пар при 100°C, общее количество теплоты составит:

Общее количество теплоты = Теплота смены фазы + Теплота для нагревания воды Общее количество теплоты = 668 кДж + 838.8 кДж ≈ 1506.8 кДж

Таким образом, для превращения льда массой 2 кг при -10°C в пар при 100°C потребуется около 1506.8 кДж теплоты.