Question

Помогите решить: В воде массой 2 кг при температуре 0 градусов Цельсия плавает 0,5 кг льда. Какое количество теплоты необходимо затратить чтобы довести воду до кипения?​

Answer 1

Ответ:

1,5 МДж

Объяснение:

Удельная теплота плавления льда, = 330 кДж/кг*К,

Удельная теплоемкость воды = 4,183 кДж/(кг *К)

Чтобы растопить 2 кг льда, нужно 2 * 330 = 660 кДж

Чтобы нагреть 2 кг воды на 100°, нужно 2 * 4,183 * 100 = 837 кДж

660 + 837 = 1497 кДж - примерно 1,5 МДж

Answer 2

Для решения этой задачи мы можем использовать уравнение теплового баланса, которое гласит, что количество теплоты, необходимое для изменения температуры вещества, можно вычислить следующим образом:

Q = m * c * ΔT,

где: Q - количество теплоты (в джоулях), m - масса вещества (в килограммах), c - удельная теплоемкость вещества (в джоулях на градус Цельсия на килограмм), ΔT - изменение температуры (в градусах Цельсия).

Сначала давайте рассмотрим изменение температуры воды. Начальная температура воды 0 градусов Цельсия, а температура кипения воды при нормальных атмосферных условиях составляет 100 градусов Цельсия. Следовательно, изменение температуры воды будет:

ΔT_воды = 100°C - 0°C = 100°C.

Масса воды (m_воды) составляет 2 кг, а удельная теплоемкость воды (c_воды) приближенно равна 4186 Дж/(кг·°C).

Теперь мы можем вычислить количество теплоты, необходимое для нагрева воды до кипения:

Q_воды = m_воды * c_воды * ΔT_воды Q_воды = 2 кг * 4186 Дж/(кг·°C) * 100°C Q_воды = 837200 Дж.

Теперь давайте рассмотрим количество теплоты, необходимое для плавления 0,5 кг льда. Удельная теплоемкость плавления (лед -> вода) составляет приблизительно 333550 Дж/кг.

Масса льда (m_льда) составляет 0,5 кг.

Теплота плавления льда:

Q_льда = m_льда * L, где L - удельная теплота плавления льда.

Q_льда = 0,5 кг * 333550 Дж/кг Q_льда = 166775 Дж.

Теперь мы можем сложить количество теплоты, необходимое для нагрева воды до кипения, и количество теплоты, необходимое для плавления льда:

Q_всего = Q_воды + Q_льда Q_всего = 837200 Дж + 166775 Дж Q_всего = 1002975 Дж.

Итак, количество теплоты, необходимое для доведения воды до кипения, составляет 1002975 Дж.