Question

Лед массой 200г при температуре -10С обращают в пар при температуре 100С Какое количество теплоты затрачено в этом процессе? Удельная теплота парообразования воды 2.26 *10 В 6 СТЕПЕНИ ДЖ\КГ. удельная теплоемкость воды 4200 ДЖ\КГ*С/ удельная теплоемкость льда 2100дЖ\КГ*С удельная теплота плавления льда 3.33 * 10 В 5 СТЕПЕНИ ДЖ\КГ. Ответ округлите до сотых.

Answer 1

Дано:

Масса льда: m = 200 г = 0,2 кг.

Начальная температура: t₁ = -10 °C.

Температура плавления льда: t₂ = 0 °C.

Температура кипения воды: t₃ = 100°C.

Удельная теплоемкость льда: с₁ = 2100 Дж/(кг * °С).

Удельная теплота плавления льда: λ = 3,33 × 10⁵ Дж/кг.

Удельная теплоемкость воды: с₂ = 4200 Дж/(кг * °С).

Удельная теплота парообразования воды: L = 2,26 × 10⁶ Дж/кг.

Найти общее кол-во теплоты Q - ?

Решение:

0. Общая теплота - теплота нагревания льда до температуры плавления, теплота плавления льда, теплота нагревания воды до кипения и теплота парообразования воды, т. е. $Q = Q_1 + Q_2 + Q_3 + Q_4.$

1. Теплота нагревания льда: $Q_1 = c_1m(t_2 - t_1).$

2. Теплота плавления льда: $Q_2 = \lambda m.$

3. Теплота нагревания воды: $Q_3 = c_2m(t_3 - t_2).$

4. Теплота парообразования воды: $Q_4 = Lm.$

5. Итоговая формула: $Q = c_1m(t_2 - t_1) + \lambda m + c_2m(t_3 - t_2) + Lm = m(c_1(t_2 - t_1) + \lambda + c_2(t_3 - t_2) + L).$

Численно получаем:

$Q = 0,2*(2100*(0 - (-10)) + 33,3*10^6 + 4200(100 - 0) + 2,26*10^6) = 7200200$ (Дж).

Переведём в МДж: 7200200 Дж ≈ 7,2 МДж.

Ответ: 7,2 МДж.

Answer 2

Для решения данной задачи, нужно вычислить количество теплоты, затраченное на нагревание льда до точки плавления, плавление льда, нагревание полученной воды до точки кипения и образование пара.

1. Нагревание льда до точки плавления: Масса льда (m) = 200 г = 0.2 кг Температура начального состояния (T1) = -10°C Температура плавления льда (T_melt) = 0°C Удельная теплоемкость льда (c_ice) = 2100 Дж/кг*°C

Количество теплоты для нагревания льда до точки плавления: Q1 = m * c_ice * (T_melt - T1) Q1 = 0.2 кг * 2100 Дж/кг°C * (0°C - (-10°C)) Q1 = 0.2 кг * 2100 Дж/кг°C * 10°C Q1 = 4200 Дж

2. Плавление льда: Удельная теплота плавления льда (L_fusion) = 3.33 * 10^5 Дж/кг

Количество теплоты для плавления льда: Q2 = m * L_fusion Q2 = 0.2 кг * 3.33 * 10^5 Дж/кг Q2 = 66600 Дж

3. Нагревание воды до точки кипения: Температура кипения воды (T_boil) = 100°C Удельная теплоемкость воды (c_water) = 4200 Дж/кг*°C

Количество теплоты для нагревания воды до точки кипения: Q3 = m * c_water * (T_boil - T_melt) Q3 = 0.2 кг * 4200 Дж/кг°C * (100°C - 0°C) Q3 = 0.2 кг * 4200 Дж/кг°C * 100°C Q3 = 84000 Дж

4. Образование пара: Удельная теплота парообразования воды (L_vaporization) = 2.26 * 10^6 Дж/кг

Количество теплоты для образования пара: Q4 = m * L_vaporization Q4 = 0.2 кг * 2.26 * 10^6 Дж/кг Q4 = 452000 Дж

Теперь найдем общее количество теплоты (Q_total), затраченное на весь процесс: Q_total = Q1 + Q2 + Q3 + Q4 Q_total = 4200 Дж + 66600 Дж + 84000 Дж + 452000 Дж Q_total = 601800 Дж

Ответ: Количество теплоты, затраченное в этом процессе, составляет 601800 Дж или 6.02 * 10^5 Дж (округлено до сотых).