Question

Какое количество теплоты необходимо затратить чтобы 200г. льда взято при t -10⁰C превратить в воду t 10⁰С

Answer 1

Дано\
m=0.2 кг
c1=2100 Дж/кгград
t1=-10 C
t2=0 C
t2=10 C
L=3.3*10^5 Дж/кг
с2=4200 Дж/кгград
Q-?
Q=Q1+Q2 +Q3  Q1-нагревание льда от -10 С до 0 С
Q1=mc1(0+10)   Q1=0.2*2100*10=4200 Дж
Q2-плавление льда при 0 С Q2=mL   Q2=0.2*3.3*10^5=6.6*10^4 Дж
Q3-нагревание воды от 0 С до 10 С Q3=mc2(10-0)  Q3=0.2*4200*10
Q3=8400 Дж
Q=6.6*10^4+4200+8400=78600 Дж

Answer 2

Для того чтобы превратить лед при температуре -10°C в воду при температуре 10°C, необходимо выполнить два этапа:

1. Подогреть лед до температуры плавления (0°C).
2. Подогреть воду от температуры плавления (0°C) до 10°C.

Для каждого этапа нужно использовать уравнение теплового баланса:

Q = m * c * ΔT,

где:

• Q - количество теплоты (в джоулях),
• m - масса вещества (в килограммах),
• c - удельная теплоемкость (в джоулях на градус Цельсия для 1 грамма или 1 килограмма),
• ΔT - изменение температуры (в градусах Цельсия).

Удельная теплоемкость льда (c_лед) составляет около 2.09 Дж/г°C, а удельная теплоемкость воды (c_вода) - около 4.18 Дж/г°C.

1. Первый этап: Подогрев льда до 0°C
   • m = 200 г = 0.2 кг (масса льда)
   • c_лед = 2.09 Дж/г°C
   • ΔT = 0°C - (-10°C) = 10°C

Q1 = 0.2 кг * 2.09 Дж/г°C * 10°C = 4.18 Дж

2. Второй этап: Подогрев воды от 0°C до 10°C
   • m = 200 г = 0.2 кг (масса воды)
   • c_вода = 4.18 Дж/г°C
   • ΔT = 10°C - 0°C = 10°C

Q2 = 0.2 кг * 4.18 Дж/г°C * 10°C = 8.36 Дж

Итак, общее количество теплоты, необходимое для превращения 200 граммов льда при -10°C в воду при 10°C, составляет Q1 + Q2 = 4.18 Дж + 8.36 Дж = 12.54 Дж.