Question

Полярники получили 20кг воды,растопив лед.Начальная температура льда была -30°С

Answer 1

1 Найдем тепло для нагревания льда Q1=C1*m* ( 0-t1
2. Найдем тепло на плавление льда Q= лямбда* m
Q = Q1 + Q2

Answer 2

Давайте рассмотрим, какие изменения происходят при таянии льда для полярников. Для этого мы можем использовать уравнение теплового баланса:

\[ Q = m \cdot L \]

где: - \( Q \) - тепловая энергия (в джоулях), - \( m \) - масса вещества (в килограммах), - \( L \) - удельная теплота плавления (в джоулях на килограмм).

Удельная теплота плавления для льда составляет примерно 334 дж/г. Поскольку у нас 20 кг льда, переведем это в граммы: \(20 \, \text{кг} \times 1000 \, \text{г/кг} = 20000 \, \text{г}\). Теперь можем рассчитать тепловую энергию:

\[ Q = 20000 \, \text{г} \times 334 \, \text{Дж/г} \]

\[ Q = 6,680,000 \, \text{Дж} \]

Таким образом, полярники получили 6,680,000 джоулей тепловой энергии, чтобы растопить 20 кг льда.

Теперь давайте учтем, что начальная температура льда была -30°C. Температура льда изменится от -30°C до 0°C при таянии. Для этого мы можем использовать уравнение:

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

где: - \( Q \) - тепловая энергия (в джоулях), - \( m \) - масса вещества (в килограммах), - \( c \) - удельная теплоемкость (в джоулях на градус Цельсия на килограмм), - \( \Delta T \) - изменение температуры (в градусах Цельсия).

Удельная теплоемкость для льда примерно 2.09 Дж/(г°C). Теперь можем рассчитать тепловую энергию, которая потребуется для нагрева льда от -30°C до 0°C:

\[ Q = 20000 \, \text{г} \times 2.09 \, \text{Дж/(г°C)} \times (0 - (-30)) \, \text{°C} \]

\[ Q = 20000 \, \text{г} \times 2.09 \, \text{Дж/(г°C)} \times 30 \, \text{°C} \]

\[ Q = 1,254,000 \, \text{Дж} \]

Таким образом, для нагрева льда от -30°C до 0°C требуется 1,254,000 джоулей тепловой энергии.

Общая тепловая энергия, которую полярники получили, состоит из энергии для нагрева льда и энергии для его таяния:

\[ \text{Общая тепловая энергия} = \text{Тепловая энергия для нагрева} + \text{Тепловая энергия для таяния} \]

\[ \text{Общая тепловая энергия} = 1,254,000 \, \text{Дж} + 6,680,000 \, \text{Дж} = 7,934,000 \, \text{Дж} \]

Таким образом, полярники получили 7,934,000 джоулей тепловой энергии, чтобы растопить 20 кг льда, начиная с температуры -30°C.