Question

Рассчитайте количество теплоты,потребное для превращения 150 кг льда при -4 ( градусах цельсия) в воду при 100 (градусах цельсия)

Answer 1

Q=m*(c1(to-t1)+λ+c2(t2-to))=150*(2100(0-(-4))+330000+4200(100-0))=
   =113 760 000 Дж = 113 760 кДж = 113.76 МДж

Answer 2

Для расчета количества теплоты, необходимой для превращения льда при низкой температуре в воду при высокой температуре, мы можем использовать уравнение для фазового перехода с применением удельной теплоты плавления и удельной теплоты парообразования.

1. Сначала давайте рассчитаем количество теплоты, необходимое для нагревания льда до температуры плавления. Для этого мы используем следующее уравнение:

Q1 = масса × удельная теплота плавления

где: Q1 - количество теплоты, необходимое для нагревания льда до температуры плавления (Дж); масса - масса льда (кг); удельная теплота плавления - количество теплоты, необходимое для плавления 1 кг льда при 0°C, которое составляет около 334,71 кДж/кг.

Подставляем значения:

масса = 150 кг удельная теплота плавления = 334,71 кДж/кг

Q1 = 150 кг × 334,71 кДж/кг = 50 206,5 кДж

2. Теперь, после того как вся масса льда стала водой при 0°C, нам нужно нагреть эту воду до 100°C. Для этого мы используем следующее уравнение:

Q2 = масса × удельная теплота нагрева

где: Q2 - количество теплоты, необходимое для нагрева воды до 100°C (Дж); масса - масса воды (кг); удельная теплота нагрева - количество теплоты, необходимое для нагрева 1 кг воды на 1°C, что составляет примерно 4,18 кДж/кг°C (это удельная теплоемкость воды).

Масса воды после плавления равна массе льда, то есть 150 кг.

Q2 = 150 кг × 4,18 кДж/кг°C × (100°C - 0°C) = 62 700 кДж

3. Теперь мы складываем количество теплоты Q1 и Q2, чтобы получить общее количество теплоты:

Q общее = Q1 + Q2 = 50 206,5 кДж + 62 700 кДж = 112 906,5 кДж

Таким образом, количество теплоты, необходимое для превращения 150 кг льда при -4°C в воду при 100°C, составляет 112 906,5 кДж.