Question

Какое количество теплоты нужно для превращения 2,5 кг льда при температуре 20 градусов, в пар при 100 градусов?

Answer 1

Q=cm(t2-t1)

Q=4200Дж/кг*градус Цельсия* 2,5*80=840кДЖ

Answer 2

Q = 2100 * 2,5 * 80 = 420000

Answer 3

Для решения этой задачи, мы должны учитывать три этапа:

1. Нагревание льда до его плавления (при 0°C).
2. Плавление льда, чтобы превратить его в воду (при 0°C).
3. Нагревание воды до её кипения и превращения в пар (при 100°C).

Для каждого этапа мы используем формулу:

Q = m * c * ΔT,

где: Q - количество теплоты (в джоулях), m - масса вещества (в килограммах), c - удельная теплоемкость вещества (в джоулях на градус Цельсия на 1 килограмм), ΔT - изменение температуры (в градусах Цельсия).

1. Нагревание льда до плавления: Температура изменяется на ΔT = 0°C - (-20°C) = 20°C. Удельная теплоемкость льда (c) ≈ 2.09 кДж/(кг·°C).

Q1 = 2.5 кг * 2.09 кДж/(кг·°C) * 20°C ≈ 104.5 кДж.

2. Плавление льда: Удельная теплота плавления льда (L) ≈ 334 кДж/кг (при давлении 1 атмосфера).

Q2 = 2.5 кг * 334 кДж/кг ≈ 835 кДж.

3. Нагревание воды до кипения и превращение в пар: Температура изменяется на ΔT = 100°C - 0°C = 100°C. Удельная теплоемкость воды (c) ≈ 4.18 кДж/(кг·°C). Удельная теплота парообразования воды (L) ≈ 2256 кДж/кг (при давлении 1 атмосфера).

Q3 = 2.5 кг * 4.18 кДж/(кг·°C) * 100°C + 2.5 кг * 2256 кДж/кг ≈ 5870 кДж.

Теперь, чтобы получить общее количество теплоты, нужное для превращения 2,5 кг льда при температуре -20°C в пар при 100°C, сложим значения Q1, Q2 и Q3:

Общее количество теплоты = Q1 + Q2 + Q3 ≈ 104.5 кДж + 835 кДж + 5870 кДж ≈ 6810.5 кДж.

Таким образом, для превращения 2,5 кг льда при температуре -20°C в пар при 100°C понадобится около 6810.5 кДж теплоты.