Question

Помогите пж 1. Сколько тепловой энергии необходимо затратить, чтобы нагреть воду массой 0,5 кг с 20 0С до 60 0С. Удельная теплоёмкость воды 4200 Дж / (кг · °С). 2. Какую массу льда при температуре 0 0С необходимо положить в стакан с горячей водой при температуре 50 0С, чтобы лёд полностью растаял, а температура воды стала 0 0С? (Удельная теплоёмкость воды 4200 Дж / (кг · °С); Удельная теплота плавления льда 330 кДж /кг). 3. Сколько энергии необходимо затратить, чтобы лёд массой 800 грамм и начальной температурой -10 °С, нагреть до 100 °С и превратить в пар? (Удельная теплоёмкость воды 4200 Дж / (кг · °С); Удельная теплоёмкость льда 2100 Дж / (кг · °С); Удельная теплота плавления льда 330 кДж/ кг; удельная теплота парообразования воды равна 2258 кДж/кг). 4. Сколько необходимо сжечь спирта, чтобы расплавить свинец массой 50 грамм взятый при температуре 20 °С? (удельная теплота сгорания спирта 26000 кДж; Удельная теплоемкость свинца равна 140 Дж/ (кг • °С); удельная теплота плавления свинца 22,6 кДж/кг).

Answer 1

Відповідь:

1. Q=84000 Дж

2. Наибольшая   масса   льда  равна 62 грамма.

3.1,548Мдж/кг

4.0,0018 кг

Пояснення:

Answer 2

Давайте решим каждую задачу по порядку.

1. Нагрев воды: Используем формулу для теплового обмена:

\[ Q = mc\Delta T \]

Где: - \( Q \) - тепловая энергия, - \( m \) - масса воды, - \( c \) - удельная теплоемкость воды, - \( \Delta T \) - изменение температуры.

Подставим значения: \[ Q = 0.5 \, \text{кг} \times 4200 \, \text{Дж/(кг}\cdot^\circ\text{C)} \times (60\,^\circ\text{C} - 20\,^\circ\text{C}) \]

Рассчитаем: \[ Q = 0.5 \, \text{кг} \times 4200 \, \text{Дж/(кг}\cdot^\circ\text{C)} \times 40\,^\circ\text{C} \] \[ Q = 84000 \, \text{Дж} \]

Таким образом, для нагрева 0.5 кг воды с 20°C до 60°C потребуется 84000 Дж тепловой энергии.

2. Плавление льда: Вода должна остыть до 0°C, а затем плавиться. Используем аналогичную формулу:

\[ Q = mc\Delta T \]

Где \( \Delta T \) теперь будет разным для каждого этапа.

- Для охлаждения от 50°C до 0°C: \[ Q_1 = m \times c \times (0\,^\circ\text{C} - 50\,^\circ\text{C}) \]

- Для плавления льда: \[ Q_2 = m \times L_f \]

Где \( L_f \) - удельная теплота плавления льда.

Рассчитаем каждый из них: \[ Q_1 = 0.5 \, \text{кг} \times 4200 \, \text{Дж/(кг}\cdot^\circ\text{C)} \times (-50\,^\circ\text{C}) \] \[ Q_1 = 105000 \, \text{Дж} \]

\[ Q_2 = 0.5 \, \text{кг} \times 330 \, \text{кДж/кг} \] \[ Q_2 = 165 \, \text{кДж} \]

Теперь сложим их: \[ Q_{\text{всего}} = Q_1 + Q_2 \] \[ Q_{\text{всего}} = 105000 \, \text{Дж} + 165 \, \text{кДж} \] \[ Q_{\text{всего}} = 105000 \, \text{Дж} + 165000 \, \text{Дж} \] \[ Q_{\text{всего}} = 270000 \, \text{Дж} \]

Таким образом, для полного перехода от 50°C до 0°C и плавления льда потребуется 270000 Дж тепловой энергии.

3. Нагрев и испарение: Теперь нужно учесть нагрев льда до 100°C и его испарение. Снова используем формулу:

\[ Q = mc\Delta T \]

- Для нагрева льда до 0°C: \[ Q_3 = m \times c_{\text{льда}} \times (0\,^\circ\text{C} - (-10\,^\circ\text{C})) \]

- Для плавления льда: \[ Q_4 = m \times L_f \]

- Для нагрева воды до 100°C: \[ Q_5 = m \times c \times (100\,^\circ\text{C} - 0\,^\circ\text{C}) \]

- Для испарения воды: \[ Q_6 = m \times L_v \]

Где \( L_v \) - удельная теплота парообразования воды.

Рассчитаем каждый из них: \[ Q_3 = 0.8 \, \text{кг} \times 2100 \, \text{Дж/(кг}\cdot^\circ\text{C)} \times (0\,^\circ\text{C} - (-10\,^\circ\text{C})) \] \[ Q_3 = 16800 \, \text{Дж} \]

\[ Q_4 = 0.8 \, \text{кг} \times 330 \, \text{кДж/кг} \] \[ Q_4 = 264 \, \text{кДж} \]

\[ Q_5 = 0.8 \, \text{кг} \times 4200 \, \text{Дж/(кг}\cdot^\circ\text{C)} \times (100\,^\circ\text{C} - 0\,^\circ\text{C}) \] \[ Q_5 = 336000 \, \text{Дж} \]

\[ Q_6 = 0.8 \, \text{кг} \times 2258 \, \text{кДж/кг} \] \[ Q_6 = 1806.4 \, \text{кДж} \]

Теперь сложим все: \[ Q_{\text{всего}} = Q_3 + Q_4 + Q_5 + Q_6 \] \[ Q_{\text{всего}} = 16800 \, \text{Дж} + 264 \, \text{кДж} + 336000 \, \text{Дж} + 1806.4 \, \text{кДж}