Question

Какое количество теплоты необходимо отобрать у 5 кг воды, имеющей температуру 10градусов,чтобы превратить её в лёд с температурой -30градусов?

Answer 1

Q=cm(t2-t1)+m*скрытая теплота кристаллизации= 4183*5*(0-10)+5*334=210820Дж.
Вода отдаст при охлаждении и кристаллизации 210820Дж. Знак-учитываем.

Answer 2

Для решения этой задачи нам понадобится учет изменения теплоты воды при изменении ее температуры и фазового перехода в лед при постоянной температуре.

1. Сначала мы должны нагреть 5 кг воды с 10°C до 0°C: Q1 = масса × удельная теплоемкость × изменение температуры Q1 = 5 кг × 4,186 Дж/(г°C) × (0°C - 10°C) Q1 = 5 кг × 4,186 Дж/(г°C) × (-10°C) Q1 = -2093 Дж

2. Затем нам нужно тепло для замораживания этой воды при температуре 0°C: Q2 = масса × удельная теплота плавления Удельная теплота плавления льда обычно составляет около 334,7 Дж/г. Q2 = 5 кг × 334,7 Дж/г Q2 = 1673,5 Дж

3. Затем нам нужно охладить получившийся лед с 0°C до -30°C: Q3 = масса × удельная теплоемкость × изменение температуры Q3 = 5 кг × 2,09 Дж/(г°C) × (-30°C - 0°C) Q3 = 5 кг × 2,09 Дж/(г°C) × -30°C Q3 = -3135 Дж

Теперь мы можем найти общее количество теплоты, которое необходимо отобрать у воды: Q общее = Q1 + Q2 + Q3 Q общее = (-2093 Дж) + (1673,5 Дж) + (-3135 Дж) Q общее = -3554,5 Дж

Таким образом, нам нужно отобрать 3554,5 Дж (или 3,5545 кДж) теплоты из 5 кг воды, чтобы превратить ее в лед при температуре -30°C.