Question

Лед массой 5 кг, взятый при -20°С превращают в воду с 30°С. Сколько это требует теплоты?

Answer 1

Q=cm(t2-t1)
Q=4200*5(30-(-20)=1050000дж=1050кДж

Answer 2

Для решения этой задачи необходимо использовать формулу теплового баланса:

Q = m * c * ΔT

где: Q - количество теплоты, требуемое для изменения температуры m - масса вещества (леда) c - удельная теплоемкость вещества ΔT - изменение температуры

Удельная теплоемкость льда составляет около 2,09 Дж/(г * °C), а удельная теплоемкость воды - около 4,18 Дж/(г * °C).

Сначала найдем количество теплоты, требуемое для нагрева льда от -20°C до 0°C:

Q1 = m * c_льда * ΔT_льда = 5 кг * 2,09 Дж/(г * °C) * (0°C - (-20°C)) = 5 кг * 2,09 Дж/(г * °C) * 20°C = 209 Дж * 1000 = 209000 Дж

Теперь найдем количество теплоты, требуемое для плавления льда при 0°C:

Q2 = m * L_плавления = 5 кг * 334 Дж/г = 1670 Дж * 1000 = 1670000 Дж

Наконец, найдем количество теплоты, требуемое для нагрева получившейся воды от 0°C до 30°C:

Q3 = m * c_воды * ΔT_воды = 5 кг * 4,18 Дж/(г * °C) * (30°C - 0°C) = 5 кг * 4,18 Дж/(г * °C) * 30°C = 627 Дж * 1000 = 627000 Дж

Теперь найдем общее количество теплоты, требуемое для всех этих процессов:

Q_общ = Q1 + Q2 + Q3 = 209000 Дж + 1670000 Дж + 627000 Дж = 2509000 Дж

Таким образом, для превращения льда массой 5 кг, взятого при -20°C, в воду с температурой 30°C требуется 2 509 000 Дж теплоты.