а) Сколько теплоты нужно, чтобы нагреть лед до температуры плавления, если его масса составляет 200 г, его температура

Kiska

18

Давайте начнем с задачи а) о теплоте для нагрева льда до температуры плавления.

Мы знаем следующие данные:
масса льда (m) = 200 г = 0,2 кг
температура льда (t₁) = -15 °C = -15 °C
удельная теплоемкость льда (c) = 2100 Дж/(кг∙°C)
температура плавления льда (t₂) = 0 °C

Чтобы решить эту задачу, мы можем использовать формулу для расчета количества теплоты:

Q = m * c * Δt,

где Q - количество теплоты,
m - масса вещества,
c - удельная теплоемкость,
Δt - изменение температуры.

В данном случае, у нас есть два этапа - нагрев льда от исходной температуры до температуры плавления (Δt₁) и плавление льда (Δt₂).

1. Нагрев льда до температуры плавления:
Δt₁ = t₂ - t₁ = 0 °C - (-15 °C) = 15 °C

Q₁ = m * c * Δt₁
Q₁ = 0,2 кг * 2100 Дж/(кг∙°C) * 15 °C

Теперь вычислим значение Q₁:

Q₁ = 0,2 кг * 2100 Дж/(кг∙°C) * 15 °C = 6300 Дж

Таким образом, чтобы нагреть лед до температуры плавления, требуется 6300 Дж теплоты.

Теперь перейдем ко второй части задачи:

2. Плавление льда:
Мы уже знаем, что после нагрева лед достиг температуры плавления, поэтому Δt₂ = 0 °C.

Q₂ = m * L,
где Q₂ - количество теплоты для плавления,
m - масса вещества,
L - удельная теплота плавления.

Теперь подставим известные значения и вычислим Q₂:

Q₂ = 0,2 кг * 34 * 10^4 Дж/кг = 6800 Дж.

Таким образом, чтобы плавить лед массой 200 г при температуре плавления, требуется 6800 Дж теплоты.

Всего количество теплоты, необходимой для обоих этапов, равно сумме Q₁ и Q₂:

Q = Q₁ + Q₂
Q = 6300 Дж + 6800 Дж = 13100 Дж.

Таким образом, общая теплота, необходимая для нагрева льда до температуры плавления и его последующего плавления, составляет 13100 Дж.