Question

Какое количество теплоты необходимо для того, чтобы m=1 кг льда, взятого при температуре t1=−20∘C, превратить в пар при t2=100∘C? Теплоёмкость воды c=4200 Дж/(кг⋅∘C), теплоёмкость льда c1=2100 Дж/(кг⋅∘C), удельная теплота плавления льда λ=330 кДж/кг, удельная теплота парообразования L=2,3 МДж/кг. Ответ дать в МДж, округлив до целых.

Answer 1

1) Нагреваем лед до нуля:
Q₁ = c₁*m*(0-t₁) = 2100*1* (0-(-20)) = 2100*20 = 42 000 Дж = 0,042 МДж

2)
Плавим лед:
Q₂ = λ*m = 330 000*1 = 330 000 Дж   = 0,33 МДж

3)
Нагреваем получившуюся воду до кипения:
Q₃ = c*m*(t₂-0) = 4200*1*100 = 420 000 Дж = 0,42 МДж

4)
Испаряем воду:
Q₄ = L*m = 2,3*1= 2,3 МДж

А теперь все сложим:
Q = Q₁+Q₂+Q₃+Q₄ = 3,09 Мдж  ≈ 3 МДж

Answer 2

Ответ: 3 МДж.

Объяснение: Для того, чтобы превратить 1 кг льда в пар, необходимо выполнить три процесса:

1. Нагреть лед от -20°C до 0°C. Для этого нужно количество теплоты Q1 = m * c1 * (0 - t1), где m - масса льда, c1 - теплоемкость льда, t1 - начальная температура льда. Подставляя данные, получаем Q1 = 1 * 2100 * (0 - (-20)) = 42 кДж.

2. Растопить лед при 0°C. Для этого нужно количество теплоты Q2 = m * λ, где m - масса льда, λ - удельная теплота плавления льда. Подставляя данные, получаем Q2 = 1 * 330 = 330 кДж.

3. Нагреть воду от 0°C до 100°C и превратить в пар при 100°C. Для этого нужно количество теплоты Q3 = m * (c * t2 + L), где m - масса воды, c - теплоемкость воды, t2 - конечная температура воды, L - удельная теплота парообразования. Подставляя данные, получаем Q3 = 1 * (4200 * 100 + 2300) = 2620 кДж.

Суммируя все три процесса, получаем общее количество теплоты Q = Q1 + Q2 + Q3 = 42 + 330 + 2620 = 2992 кДж. Округляя до целых, получаем Q = 3 МДж.