Question

Яка кількість теплоти потрібна для перетворення 2,5 кг льоду с температури -20°С на пару 100°

Answer 1

В данной задаче рассматривается 4 процесса: 1. Нагревание льда, 2. Плавление льда, 3. Нагревание воды, 4. Парообразование воды. Количество теплоты при нагревании находят по формуле:

Q=cm(t2-t1). Подставим числа и получим:

Q1=4200×2,5(0-(-20))=210000 Дж. Q при плавлении находят так:

Q=лямбда (буква)m. Лямбда - удельная теплота плавления=3,4×10^5 Дж/кг. Подcтавим числа:

Q2=3,4×10^5×2,5=8,5×10^5 Дж/кг. При нагревании используем первую формулу и получим:

Q3=4200×2,5×(100-0)=1050000 Дж. Для парообразоаания необходимм формула:

Q=lm. l - удельная теплота плавления=2,3×10^6 Дж/кг. Найдём по формуле Q:

Q4=2,3×10^6×2,5=5,75×10^6 Дж. Найдём общее Q:

Q=Q1+Q2+Q3+Q4

Q=210000+850000+1050000+5750000=7860000. Это ответ, выразим его в МДж:

Ответ: Q=5,75 МДж.

Answer 2

Для розрахунку кількості теплоти, потрібної для перетворення 2,5 кг льоду з температури -20°C на пару при температурі 100°C, ми повинні врахувати кілька етапів теплових перетворень.

1. Перетворення льоду при температурі -20°C в льод при температурі 0°C.
2. Перетворення льоду при температурі 0°C в воду при температурі 0°C.
3. Підігрівання води від температури 0°C до 100°C.
4. Перетворення води при температурі 100°C в пар.

Крім того, ми маємо врахувати латентну теплоту плавлення льоду та латентну теплоту пароутворення відповідно.

Почнемо з розрахунку для кожного етапу:

1. Перетворення льоду при температурі -20°C в льод при температурі 0°C: Тепло, необхідне для цього перетворення: m * Lf, де m - маса льоду, Lf - латентна теплота плавлення льоду. Тепло, необхідне = 2,5 кг * 334 кДж/кг = 835 кДж.

2. Перетворення льоду при температурі 0°C в воду при температурі 0°C: Тут тепло, необхідне, буде також 835 кДж (латентна теплота плавлення).

3. Підігрівання води від температури 0°C до 100°C: Тепло, необхідне для підігрівання води: m * c * ΔT, де m - маса води, c - питома теплоємність води, ΔT - зміна температури. Тепло, необхідне = 2,5 кг * 4,186 кДж/(кг·°C) * (100°C - 0°C) = 1046,5 кДж.

4. Перетворення води при температурі 100°C в пар: Тепло, необхідне для цього перетворення: m * Lv, де m - маса води, Lv - латентна теплота пароутворення. Тепло, необхідне = 2,5 кг * 2260 кДж/кг = 5650 кДж.

Тепер складемо всі ці теплові етапи: 835 кДж (плавлення) + 835 кДж (перетворення льоду в воду) + 1046,5 кДж (підігрівання води) + 5650 кДж (пароутворення) = 8376,5 кДж.

Таким чином, для перетворення 2,5 кг льоду при температурі -20°C на пару при температурі 100°C знадобиться 8376,5 кДж теплоти.