Question

В одній посудині міститься мокрий пісок, а в другій сухий. Маси піску і суміші в обох посудинах однакові, але в посудині з мокрим піском 20% маси становить вода. Обидві посудини нагріваються до 50 ° С. Визначте, у скільки разів більша кількість теплоти знадобиться для нагрівання посудини з мокрим піском. РОЗПИСАТИ БУДЬ ласка ​

Answer 1

Для решения этой задачи мы должны учесть тепло, которое необходимо для нагревания сухого песка и воды в мокром песке до 50 °C, а также тепло, необходимое для испарения воды из мокрого песка.

Тепло для нагревания сухого песка:

Обычно тепло, необходимое для нагревания вещества, можно рассчитать с помощью формулы Q = mcΔT, где:

Q - тепло (в джоулях)

m - масса вещества (в килограммах)

c - удельная теплоемкость вещества (в Дж/(кг·°C))

ΔT - изменение температуры (в °C)

Вам сказано, что массы песка и смеси одинаковы. То есть масса сухого песка равна массе смеси в посудине с мокрым песком.

Тепло для нагревания воды в мокром песке:

Здесь также используется формула Q = mcΔT. Вам дано, что вода составляет 20% массы смеси, поэтому вы можете использовать этот процент для расчета массы воды в смеси. Воде присуща своя удельная теплоемкость, которая составляет около 4186 Дж/(кг·°C).

Тепло для испарения воды:

Для испарения воды вам понадобится еще одно тепло, которое рассчитывается по формуле Q = mL, где:

Q - тепло (в джоулях)

m - масса воды (в килограммах)

L - теплота испарения воды (приблизительно 2,25 миллиона Дж/кг)

Суммируя тепло для нагревания сухого песка, тепло для нагревания воды в мокром песке и тепло испарения воды, вы найдете общее тепло, необходимое для нагревания смеси в посудине с мокрым песком.

Таким образом, в сколько раз больше тепла понадобится для нагревания посудины с мокрым песком по сравнению с посудиной с сухим песком будет определяться разницей в удельной теплоемкости воды и песка. В данном случае эта разница в удельной теплоемкости отражает разницу в тепле, которое необходимо преодолеть, и, следовательно, определяет, в сколько раз больше тепла понадобится для нагревания мокрого песка.

Answer 2

To determine the amount of heat required to heat the container with wet sand compared to the container with dry sand, we need to consider the specific heat capacity of water and sand.

Specific Heat Capacity:

The specific heat capacity is the amount of heat energy required to raise the temperature of a substance by a certain amount. The specific heat capacity of water is 4.18 J/g°C, while the specific heat capacity of sand is typically around 0.83 J/g°C.

Calculation:

Let's assume that the masses of the sand and the mixture in both containers are equal. Since the mass of the mixture in the container with wet sand is 20% water, we can calculate the mass of water and sand in that container.

Let's say the mass of the wet sand mixture is 100 grams. Therefore, the mass of water in the wet sand mixture is 20 grams (20% of 100 grams), and the mass of sand is 80 grams.

To heat the container with wet sand, we need to consider the heat required to raise the temperature of both the water and the sand.

Heat Required for Water:

Using the specific heat capacity of water, we can calculate the heat required to raise the temperature of the water in the wet sand mixture from room temperature to 50°C. The formula to calculate heat is:

Q = m × c × ΔT

Where: - Q is the heat energy - m is the mass of the substance - c is the specific heat capacity - ΔT is the change in temperature

For the water in the wet sand mixture: Q_water = 20 grams × 4.18 J/g°C × (50°C - 25°C)

Heat Required for Sand:

Using the specific heat capacity of sand, we can calculate the heat required to raise the temperature of the sand in the wet sand mixture from room temperature to 50°C. The formula to calculate heat is the same as above:

Q = m × c × ΔT

For the sand in the wet sand mixture: Q_sand = 80 grams × 0.83 J/g°C × (50°C - 25°C)

Total Heat Required:

To find the total heat required to heat the container with wet sand, we sum up the heat required for the water and the sand:

Total Heat Required = Q_water + Q_sand

Now, let's calculate the values:

Q_water = 20 grams × 4.18 J/g°C × (50°C - 25°C) = 20 grams × 4.18 J/g°C × 25°C = 2085 J

Q_sand = 80 grams × 0.83 J/g°C × (50°C - 25°C) = 80 grams × 0.83 J/g°C × 25°C = 1660 J

Total Heat Required = 2085 J + 1660 J = 3745 J

Therefore, the amount of heat required to heat the container with wet sand is 3745 Joules.

To determine how many times more heat is required to heat the container with wet sand compared to the container with dry sand, we need to compare the heat required for the wet sand container to the heat required for the dry sand container. However, the question does not provide information about the specific heat capacity of the dry sand. Without this information, we cannot accurately determine the ratio of heat required for the two containers.

Please provide the specific heat capacity of dry sand or any additional information to proceed with the calculation.