Question

Куску льда массой 2кг, находящемуся при температуре -20 , сообщили количество тепла 1МДж. Определить его конечную температуру​

Answer 1

Ответ:

Объяснение:

Дано:

m = 2 кг

t₁ = - 20°C

Q = 1 МДж = 1 000 000  Дж

________________

t₂ - ?

Нагреваем лед до температуры плавления (0°C):

Q₁ = c₁·m· (0 - t₁)  = 2100·2·(0 - (-20)) = 84 000 Дж

Теперь плавим лед при температуре плавления:

Q₂ = λ·m = 3,3·10⁵·2 = 660 000 Дж

Итого

Q₁₂ = Q₁ + Q₂ = 84 000 + 660 000 = 744 000 Дж

Остается на нагревание воды, получившейся изо льда:

Q₃ = Q - Q₁₂ = 1 000 000 - 744 000 = 256 000 Дж

Из формулы

Q₃ = m·c₂·(t₂ - 0)

t₂ = Q₃ / (c·m) = 256 000 / (4200·2) = 30°C

Answer 2

Чтобы определить конечную температуру куска льда после получения определенного количества тепла, мы можем использовать формулу теплообмена:

$Q = mc\Delta T$

Где:

• $Q$ - количество тепла, переданное куску льда (в джоулях),
• $m$ - масса куска льда (в килограммах),
• $c$ - удельная теплоемкость льда (приближенно 2.1 Дж/(г°C)),
• $\Delta T$ - изменение температуры (в градусах Цельсия).

Мы знаем, что $Q = 1 \, МДж = 1 \times 10^6 \, Дж$ и $m = 2 \, кг$. Мы также знаем начальную температуру $T_1 = -20 \,°C$.

Подставим известные значения в формулу:

$1 \times 10^6 = 2 \times 10^3 \, г \times 2.1 \, \frac{Дж}{г°C} \times (\Delta T - (-20 \,°C))$

Упростим уравнение:

$1 \times 10^6 = 4.2 \times 10^3 \times (\Delta T + 20)$

Раскроем скобки:

$1 \times 10^6 = 4.2 \times 10^3 \times \Delta T + 4.2 \times 10^3 \times 20$

$1 \times 10^6 = 4.2 \times 10^3 \times \Delta T + 84 \times 10^3$

Теперь выразим $\Delta T$:

$4.2 \times 10^3 \times \Delta T = 1 \times 10^6 - 84 \times 10^3$

$4.2 \times 10^3 \times \Delta T = 16 \times 10^4$

$\Delta T = \frac{16 \times 10^4}{4.2 \times 10^3}$

$\Delta T = 38.1 \,°C$

Теперь найдем конечную температуру, добавив $\Delta T$ к начальной температуре:

$T_2 = -20 \,°C + 38.1 \,°C = 18.1 \,°C$

Конечная температура куска льда составит $18.1 \,°C$.