Какое количество энергии необходимо для превращения 200 г льда, находящегося при температуре -20 градусов Цельсия

Volshebnik

29

Для решения данной задачи, нам необходимо вычислить количество теплоты, которое требуется для превращения 200 г льда (-20°C) в воду при температуре (+20°C).

Для начала, найдем количество теплоты, необходимое для нагрева льда до температуры плавления (0°C). Формула для вычисления количества теплоты выглядит следующим образом:

\(Q = m \cdot c \cdot \Delta T\),

где
\(Q\) - количество теплоты,
\(m\) - масса вещества (льда),
\(c\) - удельная теплоемкость вещества,
\(\Delta T\) - изменение температуры.

Учитывая, что удельная теплоемкость льда равна 2100 Дж/(кг * градус Цельсия), масса льда равна 200 г, а изменение температуры равно 0 - (-20) = 20°C, подставим значения в формулу:

\(Q_1 = 0.2 \, \text{кг} \cdot 2100 \, \text{Дж/(кг * градус Цельсия)} \cdot 20 \, \text{градус Цельсия}\).

После решения этого уравнения получим значение \(\ Q_1\) - количество теплоты, необходимое для нагрева льда до температуры плавления.

Далее, нам нужно учесть количество теплоты, необходимое для плавления льда. Для этого мы используем формулу:

\(Q = m \cdot L\),

где
\(L\) - теплота плавления вещества.

Учитывая, что температура плавления льда равна 0°C, мы знаем, что теплота плавления вещества равна 334,000 Дж/кг.

Подставим полученные значения в формулу:

\(Q_2 = 0.2 \, \text{кг} \cdot 334,000 \, \text{Дж/кг}\).

Теперь, чтобы найти общее количество теплоты, необходимое для превращения льда в воду при температуре +20°C, мы складываем полученные значения:

\(Q_{\text{общ}} = Q_1 + Q_2\).

Вычислим значение:

\(Q_{\text{общ}} = Q_1 + Q_2\).

При подставлении численных значений, мы получим окончательный ответ.