Question

яку масу льоду взятого за температури -15 можна розплавити і одержану воду нагріти до 20 використавши 16,5 МдЖ теплоти

Answer 1

Q = c₁mΔt₁ + c₂mΔt₂ + λm = m( c₁Δt₁+ c₂Δt₂ + λ);

m = Q/(c₁Δt₁+ c₂Δt₂ + λ) = 16,5·10⁶/(2100·15 + 4200·20 + 340000) = 165·10³/(21·15 + 42·20 + 3400) = 33·10³/(21·3 + 42·4 + 680) = 36,2 кг

Answer 2

Щоб розрахувати масу льоду, яку можна розплавити та нагріти до певної температури, нам знадобиться використати рівняння теплового балансу:

Q = m * L + m * c * ΔT,

де: Q - кількість теплоти, яку потрібно використати (16,5 МдЖ в даному випадку), m - маса льоду (в грамах), L - теплота плавлення льоду (приблизно 334 Дж/г), c - теплоємність води (приблизно 4,18 Дж/(г*°C)), ΔT - зміна температури (в даному випадку, 20°C - (-15°C) = 35°C).

Спочатку розрахуємо кількість теплоти, необхідну для розплавлення льоду:

Q1 = m * L, 16,5 МдЖ = m * 334 Дж/г, Переведемо МдЖ у Дж: 1 МдЖ = 1 000 000 Дж, 16,5 МдЖ = 16 500 000 Дж, m = 16 500 000 Дж / 334 Дж/г ≈ 49 402 г.

Тепер розрахуємо кількість теплоти, необхідну для нагрівання води:

Q2 = m * c * ΔT, Q2 = 49 402 г * 4,18 Дж/(г*°C) * 35°C ≈ 7 323 193 Дж.

Тепер обчислимо загальну масу льоду, яку потрібно розплавити:

Загальна маса льоду = маса льоду для розплавлення + маса льоду для нагрівання води, Загальна маса льоду = 49 402 г + 7 323 193 Дж / 334 Дж/г ≈ 71 742 г.

Отже, потрібно взяти близько 71 742 г (або приблизно 71,7 кг) льоду за температури -15°C, щоб розплавити його та нагріти отриману воду до 20°C, використовуючи 16,5 МдЖ теплоти.