Будь ласка, скільки теплоти потрібно, щоб перетворити 2 кг льоду, який знаходиться при температурі 0 градусів, на воду

Babochka

34

Для решения этой задачи мы можем использовать формулу теплообмена, которая гласит:

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

где:
\(Q\) - количество теплоты, необходимое для перевода вещества из одного состояния в другое (в данном случае, переводим лед в жидкое состояние);
\(m\) - масса вещества;
\(c\) - удельная теплоемкость вещества;
\(\Delta T\) - изменение температуры вещества.

В нашем случае:
\(m = 2\) кг, так как нам дана масса льда;
\(c\):
- Для плавления льда \(c = 334\) Дж/кг·°С;
- Для нагревания воды \(c = 4186\) Дж/кг·°С;
\(\Delta T = 30 - 0 = 30\) градусов, так как температура воды должна достигнуть 30 градусов.

Теперь, чтобы найти количество теплоты (\(Q\)), подставим значения в формулу:

Для плавления льда:
\[Q_1 = m \cdot c_1 \cdot \Delta T_1 = 2 \text{ кг} \cdot 334 \text{ Дж/кг·°С} \cdot 30 \text{ °С}\]

Для нагревания жидкой воды:
\[Q_2 = m \cdot c_2 \cdot \Delta T_2 = 2 \text{ кг} \cdot 4186 \text{ Дж/кг·°С} \cdot 30 \text{ °С}\]

Теперь посчитаем их:

Для плавления льда:
\[Q_1 = 2 \text{ кг} \cdot 334 \text{ Дж/кг·°С} \cdot 30 \text{ °С} = 20040 \text{ Дж}\]

Для нагревания воды:
\[Q_2 = 2 \text{ кг} \cdot 4186 \text{ Дж/кг·°С} \cdot 30 \text{ °С} = 251160 \text{ Дж}\]

Теперь сложим эти два значения, чтобы получить общее количество теплоты (\(Q\)):

\[Q = Q_1 + Q_2 = 20040 \text{ Дж} + 251160 \text{ Дж} = 271200 \text{ Дж}\]

Таким образом, для перевода 2 кг льда при температуре 0 градусов в воду при температуре 30 градусов потребуется 271200 Дж (джоулей) теплоты.