Question

Сколько энергии потребуется для полного плавления и превращения в пар куска льда массой 4,5кг, взятого при -100С? (удельная теплоемкость льда 2100Дж/кг0С, удельная теплота плавления льда 340кДж/кг, удельная теплота парообразования воды 23МДж/кг).

Answer 1

Ответ должен быть записан в виде следующей суммы: тепло для нагревания льда до 0 С, затем его плавления, нагревания получившейся воды до 100 С и ее, соответственно, испарения. На математическом языке это выглядит так: 
$Q^*=c_1m(t_0-t_{-100})+\lambda m +c_2m(t_{100}-t_0)+rm$;
здесь с1 - уд. теплоемкость льда, с2 - уд. теплоемкость воды.
Если аккуратно посчитать, получится $Q^*\approx 1,08\cdot 10^8$;
Ответ: 108 МДж.

Answer 2

Для расчета количества энергии, необходимой для полного плавления и превращения в пар куска льда массой 4,5 кг, взятого при -10°C, мы можем использовать следующие формулы:

1. Энергия, необходимая для нагревания льда до его плавления: Q1 = масса * удельная теплоемкость * изменение температуры где Q1 - энергия, масса - масса льда, удельная теплоемкость - удельная теплоемкость льда, изменение температуры - разница между начальной температурой льда и температурой плавления льда.

2. Энергия, необходимая для плавления льда: Q2 = масса * удельная теплота плавления где Q2 - энергия, масса - масса льда, удельная теплота плавления - удельная теплота плавления льда.

3. Энергия, необходимая для превращения воды в пар: Q3 = масса * удельная теплота парообразования где Q3 - энергия, масса - масса воды, удельная теплота парообразования - удельная теплота парообразования воды.

Теперь давайте подставим значения в эти формулы и выполним расчеты.

Расчеты:

1. Энергия, необходимая для нагревания льда до его плавления: Q1 = 4.5 кг * 2100 Дж/(кг·°C) * (0°C - (-10°C)) Q1 = 4.5 кг * 2100 Дж/(кг·°C) * 10°C Q1 = 94 500 Дж

2. Энергия, необходимая для плавления льда: Q2 = 4.5