Question

Лёд массой 0,1 кг требуется превратить в воду. А) Какое количество теплоты для этого необходимо, если температуратурар льда 0 градусов? Б)На сколько изменится это количество теплоты, если лёд взять при температуре -20 градусов? В) Какое количество природного газа необходимо сжечь, чтобы превратить лёд при начальной температуре -20 градусов в воду?

Answer 1

A) Дано: Мл = 0.1кг, ?л = 3.4*10^5
Q1 = M? = 0.1 * 3.4*10^5 = 34000 Дж

Б) Дано: Cл = 2100 Дж/кг, ?t = 20C
Q = Q1+Q2 = 34000 + CMt = 34000 + 2100*0.1*20 = 38200 Дж (на 4200 Дж)

В) Дано q = 4.4*10^7 Дж/кг
Mг = Q/q = 38200/4.4*10^7 = 0.86г

Answer 2

Для расчетов используем формулу теплопередачи:

Q = m * c * ΔT,

где: Q - количество теплоты, m - масса вещества, c - удельная теплоемкость вещества, ΔT - изменение температуры.

Для воды: c_леда = 2100 Дж/(кг°C), c_воды = 4200 Дж/(кг°C).

A) Переход из льда при 0°C в воду при 0°C: m = 0,1 кг, ΔT = 0 - 0 = 0°C.

Q_а = m * c_леда * ΔT = 0,1 кг * 2100 Дж/(кг*°C) * 0°C = 0 Дж.

B) Переход из льда при -20°C в воду при 0°C: m = 0,1 кг, ΔT = 0 - (-20) = 20°C.

Q_б = m * c_леда * ΔT = 0,1 кг * 2100 Дж/(кг*°C) * 20°C = 4200 Дж.

Разница между Q_б и Q_а составляет 4200 Дж.

C) Чтобы превратить лёд при начальной температуре -20°C в воду при 0°C, нам нужно дополнительно нагреть его до 0°C, а затем превратить в воду. Таким образом, количество теплоты будет равно:

Q_в = Q_б + Q_а = 4200 Дж + 0 Дж = 4200 Дж.

Теперь давайте рассчитаем количество природного газа, которое необходимо сжечь для получения этой теплоты. Предположим, что при сжигании 1 м³ природного газа выделяется примерно 55 МДж теплоты.

Количество природного газа (в м³) = Q_в / (Энергия, выделяемая при сжигании 1 м³ газа).

Количество природного газа = 4200 Дж / 55 * 10^6 Дж/м³ ≈ 0,000076 м³.

Таким образом, для превращения льда массой 0,1 кг при начальной температуре -20°C в воду при 0°C необходимо примерно 0,000076 м³ природного газа.