Question

Яку кількість теплоти потрібна для перетворення 25 грам льоду взятого за температури мінус 15 градусів Цельсія на воду за температури 10 градусів Цельсія

Answer 1

1)
Нагреваем лед:
Q₁ = c*m*(t₂-t₁) = 2100*0,025*(0 - (-15)) = 2100*0,025*15 ≈  788 Дж
2)
Плавим лед:
Q₂ = λ*m = 340000*0,025 = 8 500 Дж
3)
Нагреваем получившуюся изо льда воду:
Q₃ = c₂*m*(t₃-t₂) = 4200*0,025*(10-0) ≈ 1008 Дж

4)
Общее количество теплоты:
Q = 788 +8500+1008 ≈10 300 Дж

Answer 2

Для розрахунку кількості теплоти, необхідної для перетворення льоду воду при зазначених температурах, ми можемо скористатися формулою теплового ефекту:

\[ Q = m \cdot L \]

де: - \( Q \) - кількість теплоти, - \( m \) - маса речовини (в даному випадку льоду), - \( L \) - теплота плавлення речовини.

Теплота плавлення для льоду \( L \) становить близько 334 Дж/г.

Спочатку льід потрібно нагріти від температури \(-15^\circ \text{C}\) до \(0^\circ \text{C}\), а потім розтопити при температурі \(0^\circ \text{C}\) і нагріти отриману воду до \(10^\circ \text{C}\).

1. Нагрівання льоду до \(0^\circ \text{C}\):

Використовуємо формулу теплоти для нагрівання тіла:

\[ Q_1 = m \cdot c \cdot \Delta T \]

де: - \( c \) - специфічна теплоємність льоду, - \( \Delta T \) - зміна температури.

Специфічна теплоємність льоду \( c \) становить близько \(2.09 \, \text{Дж/(г} \cdot ^\circ \text{C)}\).

\[ Q_1 = 25 \, \text{г} \cdot 2.09 \, \text{Дж/(г} \cdot ^\circ \text{C)} \cdot (0 - (-15)) \, ^\circ \text{C} \]

2. Плавлення льоду при \(0^\circ \text{C}\):

Використовуємо формулу для теплоти плавлення:

\[ Q_2 = m \cdot L \]

де \( L \) - теплота плавлення льоду (334 Дж/г).

\[ Q_2 = 25 \, \text{г} \cdot 334 \, \text{Дж/г} \]

3. Нагрівання води до \(10^\circ \text{C}\):

Використовуємо формулу теплоти для нагрівання води:

\[ Q_3 = m \cdot c \cdot \Delta T \]

Специфічна теплоємність води \( c \) становить близько \(4.18 \, \text{Дж/(г} \cdot ^\circ \text{C)}\).

\[ Q_3 = 25 \, \text{г} \cdot 4.18 \, \text{Дж/(г} \cdot ^\circ \text{C)} \cdot (10 - 0) \, ^\circ \text{C} \]

Тепер обчислимо загальну кількість теплоти:

\[ Q_{\text{заг}} = Q_1 + Q_2 + Q_3 \]

\[ Q_{\text{заг}} = Q_1 + Q_2 + Q_3 \]

\[ Q_{\text{заг}} = 25 \, \text{г} \cdot 2.09 \, \text{Дж/(г} \cdot ^\circ \text{C)} \cdot (0 - (-15)) \, ^\circ \text{C} + 25 \, \text{г} \cdot 334 \, \text{Дж/г} + 25 \, \text{г} \cdot 4.18 \, \text{Дж/(г} \cdot ^\circ \text{C)} \cdot (10 - 0) \, ^\circ \text{C} \]

Після обчислень отримаємо кількість теплоти, яка потрібна для перетворення 25 г льоду при температурі \(-15^\circ \text{C}\) в воду при температурі \(10^\circ \text{C}\).