Question

Опрделите какое колличество теплоты необходимо для превращения 200г. льда при -10 (С) градусах в воду с температурой 20 градусов С?

Answer 1

Дано:

Q = cm(t₂-t₁)

m = 0,2 кг

c = 4200

t₁ = -10

t₂ = 20

Решение:

Q = 0.2*4200*(20-(-10)) = 0.2*4200*30 = 25 200 Дж

Answer 2

Для решения этой задачи мы можем использовать формулу для вычисления теплоты, необходимой для изменения температуры вещества:

$Q = m \times C \times \Delta T$

где: $Q$ - количество теплоты (в джоулях), $m$ - масса вещества (в килограммах), $C$ - удельная теплоемкость вещества (в джоулях на килограмм на градус Цельсия), $\Delta T$ - изменение температуры (в градусах Цельсия).

Сначала нам нужно определить, сколько теплоты необходимо для нагрева льда от -10°C до 0°C. Удельная теплоемкость льда $C_{\text{ice}}$ составляет около 2.09 Дж/(г°C). Масса льда $m = 200 \, \text{г} = 0.2 \, \text{кг}$. Температурное изменение $\Delta T = 0 - (-10) = 10°C$. Теплота, необходимая для нагрева льда до 0°C:

$Q_1 = 0.2 \, \text{кг} \times 2.09 \, \text{Дж/(г°C)} \times 10°C = 4.18 \, \text{кДж}$

Затем нам нужно определить, сколько теплоты необходимо для превращения льда в воду при 0°C. Теплота плавления льда $L$ составляет около $334 \, \text{кДж/кг}$. Масса льда $m = 0.2 \, \text{кг}$. Теплота, необходимая для превращения льда в воду:

$Q_2 = 0.2 \, \text{кг} \times 334 \, \text{кДж/кг} = 66.8 \, \text{кДж}$

Наконец, нам нужно определить, сколько теплоты необходимо для нагрева воды от 0°C до 20°C. Удельная теплоемкость воды $C_{\text{water}}$ составляет около 4.18 Дж/(г°C). Масса воды $m = 0.2 \, \text{кг}$. Температурное изменение $\Delta T = 20°C$. Теплота, необходимая для нагрева воды:

$Q_3 = 0.2 \, \text{кг} \times 4.18 \, \text{Дж/(г°C)} \times 20°C = 16.72 \, \text{кДж}$

Теперь суммируем все три теплоты, чтобы найти общее количество теплоты, необходимое для превращения 200 г льда при -10°C в воду при 20°C:

$Q_{\text{total}} = Q_1 + Q_2 + Q_3 = 4.18 \, \text{кДж} + 66.8 \, \text{кДж} + 16.72 \, \text{кДж} = 87.7 \, \text{кДж}$

Итак, для превращения 200 г льда при -10°C в воду при 20°C необходимо 87.7 кДж теплоты.