Question

Какое количество теплоты потребуется, чтобы превратить 500 г льда, имеющего температуру -40 °C, в пар при температуре 100 °C?

Answer 1

Считаем сколько нужно телла чтобы

1) Довести до плавления

2) Расплавить

3) Довести до кипения

4) Превратить всё в пар

Значения L, лямбда, c - табличные

дельта t - t конечная минус t начальная

Answer 2

Для решения этой задачи мы можем воспользоваться законом сохранения энергии, который гласит, что количество теплоты, необходимое для изменения температуры вещества, можно выразить как: Q = m * c * ΔT, где: Q - количество теплоты (в джоулях), m - масса вещества (в граммах), c - удельная теплоемкость вещества (в джоулях на грамм на градус Цельсия), ΔT - изменение температуры (в градусах Цельсия). Для этой задачи нам нужно преобразовать 500 г льда при -40°C в пар при 100°C. Давайте рассмотрим каждый этап преобразования по отдельности. 1. Первый этап: нагревание льда от -40°C до 0°C. Удельная теплоемкость льда (c) при постоянном давлении составляет около 2.09 Дж/(г°C). Температурное изменение (ΔT) равно 0 - (-40) = 40°C. Q1 = m * c * ΔT1 Q1 = 500 г * 2.09 Дж/(г°C) * 40°C Q1 = 4180 Дж 2. Второй этап: плавление льда в воду при 0°C. В этом этапе льду при 0°C нужно добавить теплоту плавления, которая составляет 333.55 Дж/г. Q2 = m * L Q2 = 500 г * 333.55 Дж/г Q2 = 166,775 Дж 3. Третий этап: нагревание воды от 0°C до 100°C. Удельная теплоемкость воды (c) при постоянном давлении составляет около 4.18 Дж/(г°C). Температурное изменение (ΔT) равно 100°C - 0°C = 100°C. Q3 = m * c * ΔT3 Q3 = 500 г * 4.18 Дж/(г°C) * 100°C Q3 = 209,000 Дж 4. Четвертый этап: испарение воды при 100°C. В этом этапе воду при 100°C нужно превратить в пар, что требует добавления теплоты испарения (теплота испарения воды составляет около 2260 кДж/кг или 2260 Дж/г). Q4 = m * ΔH Q4 = 500 г * 2260 Дж/г Q4 = 1,130,000 Дж Теперь, чтобы найти общее количество теплоты, необходимое для превращения 500 г льда при -40°C в пар при 100°C, просто сложим все полученные значения: Общее количество теплоты (Q) = Q1 + Q2 + Q3 + Q4 Q = 4180 Дж + 166,775 Дж + 209,000 Дж + 1,130,000 Дж Q ≈ 1,505,955 Дж Таким образом, для превращения 500 г льда при -40°C в пар при 100°C потребуется около 1,505,955 Дж теплоты.