Question

1)Какую массу воды можно нагреть от температуры 30градусов до кипения за счет тепла ,полученного при зжигании каменного угля массой 5кг. 2)Кусок льда массой 2кг имеет температуру -5градусовС.Какое количество теплоты необходимо ему передать ,чтобы превратить лед в воду ,имеющая температуру 20градусовС. 3)Какое количество теплоты выделиться при конденсации водяного пара массой 50гр ,имеющего температуру 100градуссовС,и охлаждении образовавшейся воды до температуры 40градусовС.

Answer 1

2)Сначала вычислим кол. теплоты, необходимое, чтобы нагреть лед до температуры плавления: 
Q1=c1*m*(t2 - t1). ( c1 -удельная теплоемкость льда=2100Дж/кг*град, m-масса=2кг, t1-начальная температура льда= -5град, t2 -температура плавления льда=0град).
Q1=2100*2*( 0 - (-5))=21000Дж.
Теперь кол. теплоты, затраченное на плавление:
Q2=лямбда*m. ( лямбда - удельная теплота плавления=334000Дж/кг.)
Q2=334000*2=668000Дж.
Теперь количество теплоты, затраченное на нагревание воды от 0 град, до t3=20град).
Q3=c2*m*(t3 - t2). (c2-удельная теплоемкость воды=4200Дж/кг*град).
Q3=4200*2*(20 - 0)=168000Дж.
Общее затраченное кол. теплоты = сумме:
Q=Q1+Q2+Q3.
Q=21000+668000 + 168000=857000Дж. (857кДж).

Answer 2

1) Какую массу воды можно нагреть от температуры 30 градусов до кипения за счет тепла, полученного при сжигании каменного угля массой 5 кг?

Для решения этой задачи, нам понадобится использовать уравнение теплового баланса:

Полученное тепло = Потерянное тепло

Полученное тепло можно выразить как произведение массы угля на его удельную теплоту сгорания. Потерянное тепло можно выразить как произведение массы воды на ее удельную теплоемкость и изменение температуры.

Удельная теплота сгорания каменного угля обычно составляет около 30 МДж/кг Удельная теплоемкость воды составляет около 4,18 кДж/(кг·°C).

Давайте решим эту задачу:

Полученное тепло = Потерянное тепло

Масса угля × Удельная теплота сгорания угля = Масса воды × Удельная теплоемкость воды × Изменение температуры

5 кг × 30 МДж/кг = Масса воды × 4,18 кДж/(кг·°C) × (100°C - 30°C)

Выразим массу воды:

Масса воды = (5 кг × 30 МДж/кг) / (4,18 кДж/(кг·°C) × (100°C - 30°C))

Масса воды ≈ 0,36 кг

Таким образом, можно нагреть примерно 0,36 кг воды от температуры 30 градусов до кипения, используя тепло, полученное при сжигании 5 кг каменного угля.

2) Кусок льда массой 2 кг имеет температуру -5 градусов С. Какое количество теплоты необходимо ему передать, чтобы превратить лед в воду, имеющую температуру 20 градусов С?

Для решения этой задачи, нам понадобится использовать уравнение теплового баланса:

Полученное тепло = Потерянное тепло

Полученное тепло можно выразить как произведение массы льда на его удельную теплоту плавления. Потерянное тепло можно выразить как произведение массы воды на ее удельную теплоемкость и изменение температуры.

Удельная теплота плавления льда составляет около 334 кДж/кг Удельная теплоемкость воды составляет около 4,18 кДж/(кг·°C).

Давайте решим эту задачу:

Полученное тепло = Потерянное тепло

Масса льда × Удельная теплота плавления льда = Масса воды × Удельная теплоемкость воды × Изменение температуры

2 кг × 334 кДж/кг = Масса воды × 4,18 кДж/(кг·°C) × (20°C - 0°C)

Выразим массу воды:

Масса воды = (2 кг × 334 кДж/кг) / (4,18 кДж/(кг·°C) × (20°C - 0°C))

Масса воды ≈ 40,1 кг

Таким образом, чтобы превратить лед массой 2 кг и температурой -5 градусов С в воду с температурой 20 градусов С, необходимо передать примерно 40,1 кг воды.

3) Какое количество теплоты выделится при конденсации водяного пара массой 50 гр, имеющего температуру 100 градусов С, и охлаждении образовавшейся воды до температуры 40 градусов С?

Для решения этой задачи, нам понадобится использовать уравнение теплового баланса:

Полученное тепло = Потерянное тепло

Полученное тепло можно выразить как произведение массы водяного пара на его удельную теплоту парообразования. Потерянное тепло можно выразить как произведение массы воды на ее удельную теплоемкость и изменение температуры.

Удельная теплота парообразования воды составляет около 2260 кДж/кг Удельная теплоемкость воды составляет около 4,18 кДж/(кг·°C).

Давайте решим эту задачу:

Полученное тепло = Потерянное тепло

Масса водяного пара × Удельная теплота парообразования воды = Масса воды × Удельная теплоемкость воды × Изменение температуры

50 г × 2260 кДж/кг = Масса воды × 4,18 кДж/(кг·°C) × (100°C - 40°C)

Выразим массу воды:

Масса воды = (50 г × 2260 кДж/кг) / (4,18 кДж/(кг·°C) × (100°C - 40°C))

Масса воды ≈ 0,67 кг

Таким образом, при конденсации водяного пара массой 50 г и температурой 100 градусов С, и охлаждении образовавшейся воды до температуры 40 градусов С, выделится примерно 0,67 кг теплоты.