Question

Какое количество теплоты необходимо чтобы из льда массой 650г взятого при температуре 15°С и получить пар при 100°С

Answer 1

Эта задача состоит из 5 этапов.

1-Энергия, когда происходит нагревание льда от -10*С до 0*С   .

2-Энергия, когда происходит плавление льда.

3-Энергия, когда происходит нагревание воды.

4-Энергия, когда происходит процесс парообразования.

5-Рассчет всей энергии.

1-По формуле: Q=c*m*(t2-t1)

Q1=(2100Дж/кг*С)*2кг*(0*С-(-10*С))=42000 Дж   .

Q1=42000 Дж   .

2-По формуле:Q=λ*m

Q2=(340000Дж/кг)*2кг=680000 Дж   .

Q2=680000 Дж   .

3-По формуле:Q=c*m*(t2-t1)

Q3=(4200Дж/кг*С)*2кг*(100*С-0*С)=840000 Дж   .

Q3=840000 Дж   .

4-По формуле:Q=L*m

Q4=(2300000Дж/кг)*2кг=4600000 Дж   .

Q4=4600000 Дж  .

5-По формуле:Q=Q1+Q2+Q3+Q4

Q=42000Дж+680000Дж+840000Дж+4600000Дж=6162000 Дж

Ответ: 6,162 МДж или 6162 кДж   .

Answer 2

Для решения этой задачи, мы должны учитывать теплоту, необходимую для нагревания льда до точки плавления, затем для плавления льда и нагревания получившейся воды до точки кипения, и, наконец, для превращения этой воды в пар.

Шаг 1: Нагревание льда до 0°C. Для этого нам понадобится теплота, вычисляемая по формуле:

Q1 = m * c * ΔT

где: m = масса льда (в кг) c = удельная теплоёмкость льда (примерно 2.09 кДж/кг°C) ΔT = изменение температуры (в °C) от начальной температуры до 0°C.

Переведём массу льда в кг: m = 650 г = 650 г / 1000 = 0.65 кг

ΔT = 0°C - 15°C = -15°C

Теперь вычислим Q1: Q1 = 0.65 кг * 2.09 кДж/кг°C * (-15°C) ≈ -19.42 кДж

Отметим, что значение отрицательное, так как лёд охлаждается.

Шаг 2: Плавление льда. Для этого нам понадобится теплота, вычисляемая по формуле:

Q2 = m * Lf

где: m = масса льда (в кг) Lf = удельная теплота плавления льда (примерно 334 кДж/кг)

Вычислим Q2: Q2 = 0.65 кг * 334 кДж/кг ≈ 216.1 кДж

Шаг 3: Нагревание воды от 0°C до 100°C. Для этого нам понадобится теплота, вычисляемая по формуле:

Q3 = m * c_water * ΔT_water

где: m = масса воды (в кг) - после плавления льда это та же масса, что у льда c_water = удельная теплоёмкость воды (примерно 4.18 кДж/кг°C) ΔT_water = изменение температуры воды (в °C) от 0°C до 100°C.

ΔT_water = 100°C - 0°C = 100°C

Теперь вычислим Q3: Q3 = 0.65 кг * 4.18 кДж/кг°C * 100°C ≈ 271.7 кДж

Шаг 4: Перевод воды в пар. Для этого нам понадобится теплота, вычисляемая по формуле:

Q4 = m * Lv

где: m = масса воды (в кг) - после нагревания до 100°C это та же масса, что у льда Lv = удельная теплота парообразования воды (примерно 2260 кДж/кг)

Вычислим Q4: Q4 = 0.65 кг * 2260 кДж/кг ≈ 1469 кДж

Теперь, чтобы получить общее количество теплоты, необходимое для перехода от льда при 15°C до пара при 100°C, сложим все полученные значения:

Общее количество теплоты = Q1 + Q2 + Q3 + Q4 ≈ -19.42 кДж + 216.1 кДж + 271.7 кДж + 1469 кДж ≈ 1937.38 кДж

Ответ: Чтобы получить пар при 100°C из льда массой 650 г, взятого при температуре 15°C, необходимо около 1937.38 кДж теплоты.