Question

Знайти масу води взятоi за температури кипiння якою можна розплавити 1кг льоду. Початкова температура -10 градусiв цельсiя. ​

Answer 1

Для розплавлення 1 кг льоду при початковій температурі -10 градусів Цельсія, нам спершу потрібно нагріти лід до його точки плавлення, яка дорівнює 0 градусам Цельсія. Для цього нам потрібно витратити енергію на підігрівання льоду з -10 градусів до 0 градусів.

Для розрахунку необхідної енергії використаємо формулу:

Q = m * c * ΔT,

де: Q - кількість теплоти (в джоулях), m - маса речовини (в кілограмах), c - специфічна теплоємність (в джоулях на градус Цельсія на кілограм), ΔT - зміна температури (в градусах Цельсія).

Специфічна теплоємність для льоду (c) становить близько 2,09 дж/(градус Цельсія * грам). Поскільки маса льоду у нас 1 кг (1000 грам), то специфічну теплоємність для 1 кг льоду можна виразити як 2,09 дж/(градус Цельсія * грам) * 1000 грам = 2090 дж/(градус Цельсія * кг).

Зміна температури (ΔT) буде рівна 0 градусів (оскільки ми переводимо лід з -10 градусів до 0 градусів).

Тепер можемо обчислити кількість теплоти, необхідну для підігріву 1 кг льоду до його точки плавлення:

Q = 1 кг * 2090 дж/(градус Цельсія * кг) * 0 градусів = 0 дж.

Це означає, що нам потрібно 0 джоулів енергії, щоб підігріти 1 кг льоду до точки плавлення. Після цього лід стає водою при тій самій температурі (0 градусів Цельсія), і нам потрібно додатково енергії, щоб розплавити його.

Для розплавлення 1 кг льоду при 0 градусах Цельсія ми використовуємо формулу:

Q = m * L,

де: Q - кількість теплоти (в джоулях), m - маса речовини (в кілограмах), L - теплота плавлення (в джоулях на кілограм).

Теплота плавлення для льоду становить приблизно 334 000 дж/кг.

Тепер можемо обчислити кількість теплоти, необхідну для розплавлення 1 кг льоду:

Q = 1 кг * 334 000 дж/кг = 334 000 дж.

Отже, нам потрібно 334 000 джоулів енергії, щоб розплавити 1 кг льоду при температурі 0 градусів Цельсія.