Question

Какое количество теплоты нужно потратить, чтобы растопить 2кг льда, взятого при 0 гардусов по цельсию, а полученную воду вскипятить и полностью испарить.

Answer 1

Около 100° 150° по цельсию

Answer 2

Для решения этой задачи, мы должны учесть два процесса:

1. Растопление льда.
2. Нагревание воды до точки кипения, а затем испарение.

Для каждого процесса нам понадобятся соответствующие тепловые изменения.

1. Растопление льда: Для растопления льда нам понадобится теплота, равная произведению массы льда (2 кг) и удельного тепла плавления льда. Удельное тепло плавления для льда составляет около 334 кДж/кг.

Теплота для растопления льда = масса льда * удельное тепло плавления льда Теплота для растопления льда = 2 кг * 334 кДж/кг

2. Нагревание и испарение воды: После растопления льда у нас будет вода при температуре 0°C. Мы должны нагреть эту воду до точки кипения (100°C), а затем испарить ее.

Для этого нам понадобится теплота, равная произведению массы воды (2 кг) и удельной теплоты воды, чтобы нагреть ее до 100°C. Удельная теплота воды составляет около 4186 кДж/кг. Затем, чтобы полностью испарить воду при 100°C, нам понадобится дополнительное количество теплоты, которое можно вычислить умножив массу воды на удельную теплоту испарения. Удельная теплота испарения для воды составляет около 2260 кДж/кг.

Теплота для нагревания воды и испарения = (масса воды * удельное тепло нагревания воды) + (масса воды * удельное тепло испарения воды) Теплота для нагревания воды и испарения = (2 кг * 4186 кДж/кг) + (2 кг * 2260 кДж/кг)

Теперь, чтобы найти общее количество теплоты, нужное для растопления и испарения, сложим результаты двух этапов:

Общая теплота = Теплота для растопления льда + Теплота для нагревания воды и испарения

Подставим значения: Общая теплота = (2 кг * 334 кДж/кг) + (2 кг * 4186 кДж/кг) + (2 кг * 2260 кДж/кг)

Выполним вычисления:

Общая теплота = 668 кДж + 8372 кДж + 4520 кДж Общая теплота = 13560 кДж

Таким образом, чтобы растопить 2 кг льда, взятого при 0 градусов по Цельсию, и полностью испарить полученную воду, потребуется 13 560 кДж теплоты.