Question

Какое количество теплоты потребуется для обращения в воду льда массой 2 кг взятого при температуре -10°C получть пар при 100°C

Answer 1

Теплота уходит на нагревание льда до температуры плавления, также на само плавление льда, также на нагревание воды, получившейся из льда, и также на испарение полученной из льда воды

$Q=c_{ice}m_{ice}(0{}^0C-t_0)+\lambda m_{ice}+$
$+c_{water}m_{ice}(100{}^0C-0{}^0C)+r_{stream}m_{ice}=$

$m_{ice}[c_{ice}(0{}^0C-t_0)+\lambda+c_{water}(100{}^0C-0{}^0C)+r_{stream}]=$

$=2*[2.1*10^3*10+3.35*10^5+4.2*10^3*100+2.26*10^6]\ J=$

$=2*[0.021*10^6+0.335*10^6+0.42*10^6+2.26*10^6]\ J=$

$=2*[0.021+0.335+0.42+2.26]*10^6\ J=2*3.036\ MJ=6.072\ MJ$

Answer 2

Для решения этой задачи мы должны использовать формулу для расчета теплоты:

Q = m * c * ΔT

где: Q - количество теплоты (в Дж), m - масса вещества (в кг), c - удельная теплоемкость (в Дж/(кг*°C)), ΔT - изменение температуры (в °C).

Сначала мы должны рассчитать количество теплоты, необходимое для изменения температуры льда с -10°C до 0°C. Для этого мы используем следующие значения:

m = 2 кг (масса воды) c = 2100 Дж/(кг*°C) (удельная теплоемкость льда)

ΔT = 0°C - (-10°C) = 10°C

Теплота для изменения температуры льда составляет: Q1 = m * c * ΔT = 2 кг * 2100 Дж/(кг*°C) * 10°C = 42 000 Дж

Далее мы рассчитывем количество теплоты, необходимое для плавления льда. Для этого мы используем следующие значения:

m = 2 кг (масса воды) L = 334 000 Дж/кг (теплота плавления)

Теплота для плавления льда составляет: Q2 = m * L = 2 кг * 334 000 Дж/кг = 668 000 Дж

Наконец, чтобы превратить воду в пар при 100°C, нам нужно расчитать количество теплоты с помощью следующих значений:

m = 2 кг (масса воды) c = 4186 Дж/(кг*°C) (удельная теплоемкость воды) ΔT = 100°C - 0°C = 100°C

Теплота для изменения температуры воды составляет: Q3 = m * c * ΔT = 2 кг * 4186 Дж/(кг*°C) * 100°C = 837 200 Дж

Таким образом, общее количество теплоты, необходимое для превращения льда массой 2 кг при температуре -10°C в пар при 100°C, составляет:

Q = Q1 + Q2 + Q3 = 42 000 Дж + 668 000 Дж + 837 200 Дж = 1 547 200 Дж