Question

какое количество теплоты необходимо для плавления 2 кг льда, взятого при -10°C, нагревание и превращение в пар полученной воды?

Answer 1

Q = Q1 + Q2 + Q3 + Q4
Q1= c(льда) * m1 *(0 -(-10)) - нагревание до темп. плавления
Q2= λ * m1(масса льда) - плавление
Q3= c * m1 *(100 - 0) - нагр. до темп. кипения
Q4= r * m1 - парообразование

// Значения лямбды, удельной теплоты парообразования и т.п. можно найти в таблице в книге(чаще всего в конце)
Q = 2.1*2(0-(-10)) + 332*2 + 4.2*2(100-0) + 2300*2 = 6146 кДж ≈ 6.2 мДж

Answer 2

Для рассчета необходимого количества теплоты для плавления 2 кг льда, его нагревания и превращения в пар, нам нужно учитывать три этапа:

1. Теплота для плавления льда.
2. Теплота для нагревания полученной воды до точки кипения.
3. Теплота для превращения воды в пар.

Для каждого этапа используем соответствующие теплоты плавления (Лед -> Вода) и испарения (Вода -> Пар). Значения этих теплот составляют:

Теплота плавления льда: 334 кДж/кг Теплота испарения воды: 2260 кДж/кг

Теперь рассчитаем количество теплоты для каждого этапа:

1. Теплота для плавления льда: Масса льда = 2 кг Теплота плавления льда = 334 кДж/кг

Теплота плавления льда = Масса × Теплота плавления Теплота плавления льда = 2 кг × 334 кДж/кг = 668 кДж

2. Теплота для нагревания воды до точки кипения: Масса воды = 2 кг Начальная температура воды = -10°C Конечная температура воды (точка кипения) = 100°C Удельная теплоемкость воды = 4.18 кДж/(кг·°C) (приближенное значение)

Теплота для нагревания воды до точки кипения = Масса × Удельная теплоемкость × Изменение температуры Теплота для нагревания воды до точки кипения = 2 кг × 4.18 кДж/(кг·°C) × (100°C - (-10°C)) = 2 кг × 4.18 кДж/(кг·°C) × 110°C = 917.6 кДж

3. Теплота для превращения воды в пар: Масса воды = 2 кг Теплота испарения воды = 2260 кДж/кг

Теплота для превращения воды в пар = Масса × Теплота испарения Теплота для превращения воды в пар = 2 кг × 2260 кДж/кг = 4520 кДж

Теперь сложим все три этапа, чтобы получить общее количество теплоты:

Общее количество теплоты = Теплота плавления льда + Теплота для нагревания воды до точки кипения + Теплота для превращения воды в пар Общее количество теплоты = 668 кДж + 917.6 кДж + 4520 кДж = 6110.6 кДж

Таким образом, необходимое количество теплоты для плавления 2 кг льда, его нагревания до точки кипения и превращения в пар составляет приблизительно 6110.6 кДж.