Question

Какое количество теплоты потребуется , чтобы расплавить 100 г. льда взятого при температуре -5 оС , а затем полученную воду нагреть до 20 оС . Сколько необходимо сжечь спирта , чтобы 2 кг льда , взятого при -5 оС расплавить и 1 кг полученной воды превратить в пар ? КПД спиртовки 40% !!!!!! Помоги пожалуйста!!!!!!!

Answer 1

Удельная теплота плавления льда λ=330000 Дж/кг, удельная теплоемкость воды с=4200 Дж/кг*К, удельная теплоемкость льда с2=2100 Дж/кг*К
Количество теплоты для нагрева льда: Q1=c2*m*(0-t1)=2100*0.1*(0-(-5))=1050 Дж
Количество теплоты для плавления льда: Q2=λ*m=330000*0.1=33000 Дж
Количество теплоты для нагрева полученной воды: Q3=c*m*(t2-0)=4200*0.1*20=8400
Сумма: Q=Q1+Q2+Q3=42450 Дж ≈ 42,5 кДж

Answer 2

Для решения этой задачи мы будем использовать тепловой баланс и учтем, что при изменении состояния вещества нужно учесть скрытые теплоты плавления и испарения. Для начала рассчитаем количество теплоты, необходимое для расплавления 100 г льда при -5°C и нагрева полученной воды до 20°C.

1. Расплавление льда: Для расплавления льда нужно добавить теплоту плавления. Теплота плавления для льда составляет около 334 Дж/г. Q1 = масса × теплота плавления = 100 г × 334 Дж/г = 33400 Дж.

2. Нагрев воды до 20°C: Для нагрева воды с -5°C до 20°C используется уравнение:

Q2 = масса × удельная теплоемкость × изменение температуры.

Удельная теплоемкость воды при постоянном давлении составляет около 4,18 Дж/(г°C).

Изменение температуры: ΔT = 20°C - (-5°C) = 25°C.

Q2 = 100 г × 4,18 Дж/(г°C) × 25°C = 10450 Дж.

Теперь мы знаем, сколько теплоты нужно для всех этих процессов:

Q = Q1 + Q2 = 33400 Дж + 10450 Дж = 43850 Дж.

Теперь давайте рассмотрим вторую часть задачи, в которой нужно расплавить 2 кг льда и превратить 1 кг воды в пар при КПД спиртовки 40%.

3. Расплавление 2 кг льда: Масса льда = 2 кг = 2000 г. Теплота плавления остается той же, что и ранее: 334 Дж/г.

Q3 = масса × теплота плавления = 2000 г × 334 Дж/г = 668000 Дж.

4. Превращение 1 кг воды в пар: Масса воды = 1 кг = 1000 г. Для превращения 1 г воды в пар нужно добавить 2260 Дж.

Q4 = масса × теплота испарения = 1000 г × 2260 Дж/г = 2260000 Дж.

Теперь найдем общую теплоту, которую нужно получить от сжигания спирта:

Q_total = Q3 + Q4 = 668000 Дж + 2260000 Дж = 2926000 Дж.

КПД спиртовки составляет 40%, что означает, что только 40% теплоты от сгорания спирта преобразуется в полезную теплоту. Таким образом, количество энергии, которое необходимо выделить при сгорании спирта:

Q_spirit = Q_total / КПД = 2926000 Дж / 0,4 = 7315000 Дж.

Теперь мы знаем, сколько энергии нужно выделить при сгорании спирта, чтобы выполнить все указанные процессы.