Question

какое количество энергии потребуется чтобы 0.5 кг. льда при 0 градусов цельсия превратить в пар при 100 градусах цельсия?

Answer 1

Дано: m= 0,5 кг
t1= 0 градусов
t2= 100 градусов
Найти: Q
Решение:
Q1= cm(t2-t1)=4200*0,5(100-0)=2100*100=210000 Дж
Q2= л*m=3,4*10^5*0,5=1,7*10^5=170000 Дж
Q3= r*m= 2,3*10^6*0,5=1,15*10^6=1150000 Дж
Q4=Q1+Q2+Q3=210000+170000+1150000=1530000 Дж
Ответ: Q=1530000 Дж

Answer 2

Для того чтобы превратить 0.5 кг льда при 0 градусах Цельсия в пар при 100 градусах Цельсия, необходимо учесть несколько фазовых переходов и тепловых изменений состояния вещества.

1. Подогревание льда до 0 градусов Цельсия: Используем удельную теплоемкость льда \(c_{\text{льда}} = 334 \ \text{Дж/кг} \cdot \text{°C}\). Энергия для подогрева льда до 0 градусов Цельсия: \[ Q_1 = m \cdot c_{\text{льда}} \cdot \Delta T_1 \] где \(m\) - масса льда, \(\Delta T_1\) - изменение температуры. В данном случае \(m = 0.5 \ \text{кг}\) и \(\Delta T_1 = 0 \ \text{°C}\), так как начальная температура льда уже 0 градусов Цельсия. \[ Q_1 = 0.5 \ \text{кг} \cdot 334 \ \text{Дж/кг} \cdot \text{°C} \cdot 0 \ \text{°C} = 0 \ \text{Дж} \]

2. Плавление льда при 0 градусах Цельсия: Используем удельную теплоту плавления льда \(L_{\text{плавления}} = 334 \ \text{кДж/кг}\). Энергия для плавления льда: \[ Q_2 = m \cdot L_{\text{плавления}} \] В данном случае \(m = 0.5 \ \text{кг}\). \[ Q_2 = 0.5 \ \text{кг} \cdot 334 \ \text{кДж/кг} = 167 \ \text{кДж} \]

3. Подогрев воды до 100 градусов Цельсия: Используем удельную теплоемкость воды \(c_{\text{воды}} = 4186 \ \text{Дж/кг} \cdot \text{°C}\). Энергия для подогрева воды от 0 градусов Цельсия до 100 градусов Цельсия: \[ Q_3 = m \cdot c_{\text{воды}} \cdot \Delta T_3 \] где \(m\) - масса воды, \(\Delta T_3\) - изменение температуры. В данном случае \(m = 0.5 \ \text{кг}\) и \(\Delta T_3 = 100 \ \text{°C}\). \[ Q_3 = 0.5 \ \text{кг} \cdot 4186 \ \text{Дж/кг} \cdot \text{°C} \cdot 100 \ \text{°C} = 209300 \ \text{Дж} \]

4. Испарение воды при 100 градусах Цельсия: Используем удельную теплоту испарения воды \(L_{\text{испарения}} = 2260 \ \text{кДж/кг}\). Энергия для испарения воды: \[ Q_4 = m \cdot L_{\text{испарения}} \] В данном случае \(m = 0.5 \ \text{кг}\). \[ Q_4 = 0.5 \ \text{кг} \cdot 2260 \ \text{кДж/кг} = 1130 \ \text{кДж} \]

Теперь сложим все энергии, чтобы получить общее количество энергии, необходимое для превращения 0.5 кг льда при 0 градусах Цельсия в пар при 100 градусах Цельсия:

\[ Q_{\text{общ}} = Q_1 + Q_2 + Q_3 + Q_4 = 0 + 167 \ \text{кДж} + 209300 \ \text{Дж} + 1130 \ \text{кДж} \]

\[ Q_{\text{общ}} = 210597 \ \text{Дж} \]

Таким образом, для превращения 0.5 кг льда при 0 градусах Цельсия в пар при 100 градусах Цельсия потребуется 210597 Дж энергии.