Question

Для приготовления чая турист положил в котелок лет массой 1,5 кг имеющий температуру -13°C. Какое количество теплоты необходимо для получения кипятка? Энергию, израсходованную на нагревание котелка, не учитывать.

Answer 1

Дано:

m=1,5 кг

t1=0°

t2=-13°

l=3,4*10 5 дж/кг

Решай по примеру прикреплённой задачи

Answer 2

Для определения количества теплоты, необходимой для превращения льда массой 1,5 кг при температуре -13°C в кипящую воду, мы можем использовать уравнение теплового баланса. Процесс включает два этапа:

1. Нагревание льда до температуры плавления (0°C). 2. Плавление льда в воду при температуре плавления (0°C). 3. Нагревание воды от 0°C до температуры кипения (100°C).

Для каждого этапа используем уравнение теплового баланса:

\[Q = mc\Delta T\]

где: - \(Q\) - количество теплоты, - \(m\) - масса вещества, - \(c\) - удельная теплоемкость, - \(\Delta T\) - изменение температуры.

Этап 1: Нагревание льда до температуры плавления

\[Q_1 = m \cdot c_{\text{льда}} \cdot \Delta T_1\]

\[Q_1 = 1,5 \, \text{кг} \cdot 334 \, \text{Дж/кг}^\circ \text{C} \cdot (0 - (-13)^\circ \text{C})\]

Этап 2: Плавление льда в воду при температуре плавления

\[Q_2 = m \cdot L_{\text{плавления}}\]

\[Q_2 = 1,5 \, \text{кг} \cdot 333 \, \text{кДж/кг}\]

Этап 3: Нагревание воды от 0°C до температуры кипения

\[Q_3 = m \cdot c_{\text{воды}} \cdot \Delta T_3\]

\[Q_3 = 1,5 \, \text{кг} \cdot 4,186 \, \text{кДж/кг}^\circ \text{C} \cdot (100^\circ \text{C} - 0^\circ \text{C})\]

Общее количество теплоты

\[Q_{\text{общ}} = Q_1 + Q_2 + Q_3\]

После подстановки значений и вычислений получим общее количество теплоты, необходимое для превращения льда в кипящую воду. Учтем, что все температуры должны быть выражены в градусах Кельвина.

\[Q_{\text{общ}} = Q_1 + Q_2 + Q_3\]

\[Q_{\text{общ}} = (1,5 \cdot 334 \cdot 13) + (1,5 \cdot 333) + (1,5 \cdot 4,186 \cdot 100)\]

\[Q_{\text{общ}} \approx 6032,35 \, \text{кДж}\]

Таким образом, примерно 6032,35 кДж теплоты потребуется для превращения льда массой 1,5 кг при температуре -13°C в кипящую воду.

Answer 3

Для расчета количества теплоты, необходимой для превращения воды в кипящее состояние, можно воспользоваться формулой теплового эффекта фазовых переходов:

\[ Q = m \cdot L \]

где: - \( Q \) - количество теплоты, - \( m \) - масса вещества, - \( L \) - удельная теплота фазового перехода.

Для воды удельная теплота парообразования \( L \) составляет приблизительно 2260 кДж/кг.

В данном случае масса воды \( m = 1,5 \) кг, и температура воды до кипения \( T = -13^\circ \text{C} \). Сначала нужно подогреть воду до температуры кипения (100°C). Так что мы имеем два этапа:

1. Нагрев до температуры кипения: \[ Q_1 = m \cdot c \cdot \Delta T \] где: - \( c \) - удельная теплоемкость воды (приблизительно 4,186 кДж/кг°C), - \( \Delta T \) - изменение температуры.

2. Фазовый переход в пар: \[ Q_2 = m \cdot L \]

Теперь сложим оба этапа, чтобы получить общее количество теплоты: \[ Q_{\text{total}} = Q_1 + Q_2 \]

Рассчитаем каждый этап:

1. Нагрев до температуры кипения: \[ Q_1 = 1.5 \, \text{кг} \cdot 4.186 \, \text{кДж/кг°C} \cdot (100 - (-13)) \, \text{°C} \]

2. Фазовый переход в пар: \[ Q_2 = 1.5 \, \text{кг} \cdot 2260 \, \text{кДж/кг} \]

Теперь сложим оба значения:

\[ Q_{\text{total}} = Q_1 + Q_2 \]

Рассчитайте эти значения, и вы получите общее количество теплоты, необходимое для превращения 1,5 кг воды при температуре -13°C в кипящую воду.