Question

Кусок льоду масою 8 кг, має температуру -30 °С. Що відбудеться з цим куском, якщо йому передати 336 кДж теплоти, Теплоємність льоду 2100 Дж/(кг*°С

Answer 1

Щоб зрозуміти, що відбудеться з куском льоду, який має масу 8 кг і температуру -30 °C, якщо до нього передати 336 кДж теплоти, ми можемо скористатися рівнянням теплового балансу.

Теплоємність в даному випадку вказана як 2100 Дж/(кг*°С). Тепло, передане куску льоду (Q), можна виразити за формулою:

\[ Q = m \cdot c \cdot \Delta T \]

де: - \( Q \) - тепло (в джоулях), - \( m \) - маса льоду (в кількості кілограмів), - \( c \) - теплоємність льоду (в Дж/(кг*°С)), - \( \Delta T \) - зміна температури.

У даному випадку:

\[ \Delta T = T_{кінцева} - T_{початкова} \]

Початкова температура \( T_{початкова} \) дорівнює -30 °C, і тепло, яке передається куску льоду, додається до його поточної температури.

Таким чином, ми можемо використати ці формули для вирішення задачі:

1. Знайти \( \Delta T \): \[ \Delta T = T_{кінцева} - T_{початкова} = T_{кінцева} - (-30) \]

2. Визначити тепло \( Q \) за допомогою формули теплового балансу.

3. Визначити нову температуру \( T_{кінцева} \): \[ T_{кінцева} = T_{початкова} + \frac{Q}{m \cdot c} \]

Давайте розв'яжемо цю задачу:

1. \( \Delta T = T_{кінцева} - (-30) \) Якщо ми припустимо, що весь лід розтає, тобто весь кусок льоду переходить у воду, тоді нова температура \( T_{кінцева} \) буде 0 °C, оскільки це температура плавлення льоду.

Таким чином, \( \Delta T = 0 - (-30) = 30 °C \).

2. Використаємо формулу теплового балансу: \[ Q = m \cdot c \cdot \Delta T \] \[ Q = 8 \, \text{кг} \cdot 2100 \, \text{Дж/(кг*°С)} \cdot 30 \, \text{°С} \]

3. Визначимо нову температуру \( T_{кінцева} \): \[ T_{кінцева} = T_{початкова} + \frac{Q}{m \cdot c} \] \[ T_{кінцева} = -30 + \frac{Q}{8 \, \text{кг} \cdot 2100 \, \text{Дж/(кг*°С)}} \]

Отже, проведення розрахунків дозволить визначити, чи лід повністю розтане, а також температуру кінцевого стану.