Question

Определите массу железного бруска, взятого при температуре +500 градусов Цельсия, который растопить 2 кг снега, взятого при температуре 0 градусов Цельсия.

Answer 1

Дано: t1 = 500 C t2 = 0 C c = 460 Дж/кг*С - удельная теплоемкость железа m2 = 2 кг - масса снега Л = 330 кДж/кг = 330000 Дж/кг - удельная теплота плавления снега m1 - ? Q1 = Л*m2 - количество теплоты, необходимое для плавления снега Q2 = - с*m1*(t1-t2) - количество теплоты, необходимое для охлаждения снега воспользуемся уравнением теплового баланса: Q1 = - Q2 c*m1*(t1 - t2) = Л*m2 m1 = Л*m2 / c*(t1 - t2) m1 = 330000*2 / 460*(500 - 0) = 660000 / 230000 = 2,9 кг\ Ответ: m1 = 2,9 кг

Answer 2

Для определения массы железного бруска, необходимо учесть изменение температуры и тепловые потери в процессе плавления снега.

Изменение температуры снега:

Снег, взятый при температуре 0 градусов Цельсия, будет плавиться до температуры плавления воды, которая составляет 0 градусов Цельсия. Таким образом, изменение температуры снега составляет 0 градусов Цельсия.

Тепловые потери в процессе плавления:

В процессе плавления снега, часть тепла будет уходить на нагревание самого железного бруска. Для определения этой потери, необходимо знать теплоемкость железа и снега.

Теплоемкость железа составляет около 0,45 Дж/(г*°C) Теплоемкость снега составляет около 2,09 Дж/(г*°C).

Расчет массы железного бруска:

Для расчета массы железного бруска, воспользуемся формулой:

Q1 = Q2 + Q3

где: - Q1 - тепло, необходимое для плавления снега - Q2 - тепло, необходимое для нагревания железного бруска - Q3 - тепловые потери в процессе плавления

Масса снега, взятого при температуре 0 градусов Цельсия, составляет 2 кг.

Тепло, необходимое для плавления снега, можно рассчитать по формуле:

Q1 = m * c * ΔT

где: - m - масса снега - c - теплоемкость снега - ΔT - изменение температуры снега

Тепло, необходимое для нагревания железного бруска, можно рассчитать по формуле:

Q2 = m * c * ΔT

где: - m - масса железного бруска - c - теплоемкость железа - ΔT - изменение температуры железного бруска

Тепловые потери в процессе плавления можно рассчитать как разность между теплом, необходимым для плавления снега, и теплом, необходимым для нагревания железного бруска:

Q3 = Q1 - Q2

Теперь, подставим известные значения и рассчитаем массу железного бруска.

Расчет:

Масса снега (m1) = 2 кг Теплоемкость снега (c1) = 2,09 Дж/(г*°C)Теплоемкость железа (c2) = 0,45 Дж/(г*°C)Изменение температуры снега (ΔT1) = 0 градусов Цельсия Изменение температуры железного бруска (ΔT2) = 500 градусов Цельсия

Тепло, необходимое для плавления снега (Q1):

Q1 = m1 * c1 * ΔT1

Тепло, необходимое для нагревания железного бруска (Q2):

Q2 = m2 * c2 * ΔT2

Тепловые потери в процессе плавления (Q3):

Q3 = Q1 - Q2

Масса железного бруска (m2) можно рассчитать, используя формулу:

m2 = Q2 / (c2 * ΔT2)

Подставим известные значения и рассчитаем массу железного бруска.

Расчет:

m1 = 2 кг c1 = 2,09 Дж/(г*°C) c2 = 0,45 Дж/(г*°C) ΔT1 = 0 градусов Цельсия ΔT2 = 500 градусов Цельсия

Q1 = m1 * c1 * ΔT1 Q2 = m2 * c2 * ΔT2 Q3 = Q1 - Q2 m2 = Q2 / (c2 * ΔT2)

Подставим значения и рассчитаем массу железного бруска.