Question

Какое количество теплоты потребуется, чтобы 1,5 кг льда, взятого при температуре -30С, превратить в воду с температурой 250С? Удельная теплоемкость льда 2100 Дж/(кг∙0С), удельная теплоемкость воды 4200 Дж/(кг∙0С), удельная теплота плавления льда 3,4∙105 Дж/кг. Ответ выразите в килоджоулях и округлите до целых

Answer 1

Сначала надо нагреть лёд до 0°С:
Q1 = C(удельная теплоёмкость льда)*m(масса льда)*Δt1(разность между конечной и начальной температурой) = 2100*1.5*3 = 9450 Дж
Затем надо расплавить лёд:
Q2 = λ(удельная теплота плавления)*m = 3.4*10⁵*1.5 = 510000 Дж
Потом надо нагреть до 25°С:
Q3 = C(удельная теплоёмкость воды)*m*Δt2 = 4200*1.5*25 = 157500 Дж
Теперь все три Q надо сложить:
Q = Q1+Q2+Q3 = 9450+510000+157500 = 676950 Дж = 677 кДж

Answer 2

Для расчета количества теплоты, необходимого для превращения 1,5 кг льда при температуре -30°C в воду при температуре 25°C, мы можем использовать следующую формулу:

Q = m * (c_л * ΔT_л + Q_пл + c_в * ΔT_в)

Где: Q - количество теплоты m - масса вещества (в данном случае лед) c_л - удельная теплоемкость льда ΔT_л - изменение температуры льда (от -30°C до 0°C) Q_пл - удельная теплота плавления льда c_в - удельная теплоемкость воды ΔT_в - изменение температуры воды (от 0°C до 25°C)

Подставим известные значения:

m = 1,5 кг c_л = 2100 Дж/(кг∙°C) ΔT_л = 0°C - (-30°C) = 30°C Q_пл = 3,4∙10^5 Дж/кг c_в = 4200 Дж/(кг∙°C) ΔT_в = 25°C - 0°C = 25°C

Теперь можем рассчитать количество теплоты:

Q = 1,5 * (2100 * 30 + 3,4∙10^5 + 4200 * 25)

Q = 1,5 * (63000 + 3,4∙10^5 + 105000)

Q = 1,5 * (468000 + 105000)

Q = 1,5 * 573000

Q = 859500 Дж

Округлим ответ до целых и выразим его в килоджоулях:

Q = 860 кДж

Таким образом, для превращения 1,5 кг льда при температуре -30°C в воду при температуре 25°C потребуется около 860 килоджоулей теплоты.