Question

Какое количество теплоты потребуется для обращения в воду льда массой 2 кг взятого при температуре 0 градусов и при нагревании образовавшейся воды до температуры 30 градусов

Answer 1

m=2кг t1=0оС t=30оС c=4200 Дж/кг*оС Q-?   Q1=hm=34*10^4*2=680000Дж=680кДж Q2=mc(t2-t1)=2*4200*30=252000Дж =252кДж Q=Q1+Q2=680+252=938кДж

Answer 2

Для решения данной задачи нужно использовать тепловой эквивалент массы вещества и уравнение теплового баланса. Тепловой эквивалент массы вещества (символ J) - это количество теплоты, которое необходимо передать или отнять от данной массы вещества, чтобы изменить его температуру на единицу.

В данной задаче нам дано, что масса льда составляет 2 кг и его начальная температура 0 градусов. Нам нужно найти количество теплоты, необходимое для его обращения в воду при нагревании до температуры 30 градусов.

Для обращения льда в воду необходимо предоставить ему количество теплоты, равное тепловому эквиваленту массы льда, умноженному на изменение его температуры. Тепловой эквивалент массы льда составляет 334 кДж/кг (или Дж/г), это значение известно из физических таблиц или можно найти в учебнике.

Теплота, необходимая для изменения состояния льда при неизменной температуре, равна:

Q1 = масса льда * тепловой эквивалент массы льда * изменение его температуры

Q1 = 2 кг * 334 кДж/кг * (0 градусов - 0 градусов) = 0 кДж

Как мы видим, для обращения льда в воду при неизменной температуре необходимо предоставить 0 кДж теплоты.

Далее нам нужно найти количество теплоты, необходимое для нагревания образовавшейся воды от 0 до 30 градусов. Для этого мы используем формулу:

Q2 = масса воды * удельную теплоемкость воды * изменение ее температуры

Масса воды будет равна массе льда (2 кг), так как лед обращается в воду без потерь массы.

Удельная теплоемкость (C) - это количество теплоты, необходимое для нагревания единичной массы вещества на единицу температуры. Для воды удельная теплоемкость составляет около 4186 Дж/(кг*градус), это значение также можно найти в учебнике или физических таблицах.

Q2 = масса воды * удельная теплоемкость воды * изменение ее температуры

Q2 = 2 кг * 4186 Дж/(кг*градус) * (30 градусов - 0 градусов) = 251160 Дж

Как мы видим, для нагревания образовавшейся воды от 0 до 30 градусов необходимо предоставить 251160 Дж теплоты.

Теперь, чтобы найти общее количество теплоты для процесса обращения льда в воду и нагревания воды, нужно сложить два полученных значения:

Q = Q1 + Q2 = 0 кДж + 251160 Дж = 251160 Дж

Таким образом, для обращения льда массой 2 кг при температуре 0 градусов в воду и нагревания образовавшейся воды до температуры 30 градусов потребуется 251160 Дж теплоты.