1) Какое количество теплоты высвободится при замерзании воды в бассейне площадью 8000 м2, если толщина образовавшегося

Якша

46

Конечно, я могу помочь вам с решением этих задач. Давайте начнем с первой задачи.

1) Расчет количества теплоты, высвобождающейся при замерзании воды в бассейне, можно выполнить с использованием формулы для теплоты, необходимой для перехода вещества из одной фазы в другую. В случае замерзания воды это формула:

\[ Q = m \cdot L_1 \]

где \( Q \) - количество теплоты (в жулях), \( m \) - масса вещества (в кг), \( L_1 \) - удельная теплота плавления.

Для воды \( L_1 \) равно 334,000 Дж/кг.

Исходя из условия, масса воды, замерзающей в бассейне, может быть рассчитана как произведение объема замерзшего льда и плотности воды:

\[ m = V \cdot \rho \]

где \( V \) - объем замерзшего льда, а \( \rho \) - плотность воды.

Размер замерзшего льда можно рассчитать как произведение площади бассейна и его толщины:

\[ V = A \cdot h \]

где \( A \) - площадь бассейна, а \( h \) - толщина льда.

Теперь, имея все необходимые формулы, мы можем перейти к решению задачи. Подставляя значения получаем:

\[ V = 8000 \, \text{м}^2 \cdot 0,5 \, \text{м} = 4000 \, \text{м}^3 \]
\[ m = 4000 \, \text{м}^3 \cdot 1000 \, \text{кг/м}^3 = 4,000,000 \, \text{кг} \]
\[ Q = 4,000,000 \, \text{кг} \cdot 334,000 \, \text{Дж/кг} = 1.336 \times 10^{12} \, \text{Дж} = 1.336 \times 10^{10} \, \text{кДж} \]

Таким образом, количество высвобождающейся теплоты при замерзании воды в бассейне составит 1.336 × 10^10 кДж.

Теперь перейдем ко второй задаче.

2) Для вычисления количества теплоты, требующейся для перехода вещества из одной фазы в другую, мы используем формулу:

\[ Q = m \cdot L_2 + m \cdot C \cdot \Delta T \]

где \( Q \) - количество теплоты (в жулях), \( m \) - масса вещества (в кг), \( L_2 \) - удельная теплота плавления, \( C \) - удельная теплоемкость вещества (в Дж/(кг·°C)), \( \Delta T \) - изменение температуры (в °C).

Удельная теплоемкость льда \( C \) равна 2,093 Дж/(г·°C), а удельная теплоемкость воды \( C" \) равна 4,186 Дж/(г·°C). Удельная теплота плавления \( L_2 \) для льда составляет 333,6 кДж/кг.

Мы можем использовать эти значения, чтобы решить задачу. Подставляя значения получаем:

\[ Q = m \cdot L_2 + m \cdot C \cdot (T_2 - T_1) \]

где \( T_1 \) - начальная температура, а \( T_2 \) - конечная температура.

\[ Q = 2 \, \text{кг} \cdot 333,6 \, \text{кДж/кг} + 2 \, \text{кг} \cdot 2.093 \, \text{кДж/(г·°C)} \cdot (-10°C - 0°C) + 2 \, \text{кг} \cdot 4,186 \, \text{кДж/(г·°C)} \cdot (18°C -0°C) \]

\[ Q = 667.2 \, \text{кДж} - 41.86 \, \text{кДж} + 150.348 \, \text{кДж} = 873.248 \, \text{кДж} \]

Таким образом, количество теплоты, требуемое для растапливания льда массой 2 кг и нагрева образовавшейся воды до температуры 18°C, составляет 873.2 кДж.

Надеюсь, это подробное объяснение помогло вам разобраться в решении задач. Если у вас есть еще вопросы, не стесняйтесь задавать!