Question

Какое количество теплоты необходимо для превращения в пар льда массой 7кг, взятого при температуре -20°С?

Answer 1

Q1=2300*7*(0-(-20))=322 кдж

Q2=34*10^4*7=2380 кдж

Q3=4200*7*100=2940 кдж

Q4=7*2,3*10^6=16100 кдж

Q=Q1+Q2+Q3+Q4=21742 кдж

Answer 2

Для вычисления количества теплоты, необходимого для превращения льда массой 7 кг при температуре -20 °C в пар, нужно учесть два этапа процесса:

1. Нагревание льда до температуры плавления.
2. Переход из ледяного состояния в парообразное при температуре плавления.

Для первого этапа воспользуемся формулой:

Q1 = m * c * ΔT

где: Q1 - количество теплоты для нагревания (в джоулях или калориях) m - масса льда (в кг) c - удельная теплоемкость льда (при постоянном давлении) - приблизительно 2.09 кДж/(кг°C) или 0.5 кал/(г°C) для льда ΔT - изменение температуры (в °C) - разница между температурой плавления льда и начальной температурой (-20 °C).

Q1 = 7 кг * 0.5 кал/(г°C) * (0 °C - (-20 °C)) = 7 кг * 0.5 кал/(г°C) * 20 °C ≈ 70 кал

Теперь, для второго этапа, необходимо учесть изменение состояния льда в пар. На этом этапе нам понадобится удельная теплота парообразования (теплота, необходимая для превращения единицы массы вещества из жидкого состояния в газообразное при постоянной температуре и давлении).

Удельная теплота парообразования для воды при 0 °C составляет около 2260 кДж/кг или 540 кал/г.

Q2 = m * L

где: Q2 - количество теплоты для парообразования (в джоулях или калориях) m - масса льда (в кг) L - удельная теплота парообразования для льда (в джоулях/кг или калориях/г) - примем около 540 кал/г

Q2 = 7 кг * 540 кал/кг ≈ 3780 кал

Теперь сложим количество теплоты для обоих этапов, чтобы получить общее количество теплоты:

Общее количество теплоты = Q1 + Q2 ≈ 70 кал + 3780 кал ≈ 3850 кал

Таким образом, для превращения льда массой 7 кг, взятого при температуре -20 °C, в пар, потребуется около 3850 калорий теплоты.