Какое количество льда растопится при охлаждении стальной гири массой 10 кг из состояния нагретости 660°C до 0°C?

Oreh

66

Для решения данной задачи нам понадобится применить закон сохранения энергии.

Во-первых, нам нужно найти количество теплоты, которое выделится при охлаждении гири от 660°C до 0°C. Для этого воспользуемся формулой:

\(Q = mcΔT\),

где \(Q\) - количество теплоты (в джоулях), \(m\) - масса гири (в кг), \(c\) - удельная теплоемкость стали (в дж/кг°C), \(ΔT\) - изменение температуры (в °C).

Подставим значения в формулу:

\(Q = 10 \,кг \cdot 460 \,дж/кг°C \cdot (-660°C)\).

Ответ: \(Q = -3,828,000 \,дж\).

Отрицательный знак означает, что энергия выделяется.

Во-вторых, нам нужно определить количество теплоты, необходимое для полного плавления этого количества льда. Для этого воспользуемся формулой:

\(Q = mL\),

где \(Q\) - количество теплоты (в джоулях), \(m\) - масса льда (в кг), \(L\) - удельная теплота плавления льда (в дж/кг).

Подставим значения в формулу:

\(Q = m \cdot 330,000 \,кДж/кг\).

Теперь осталось найти массу льда (\(m\)). Мы знаем, что масса льда равна массе гири (10 кг), так как в задаче не указано наличие других веществ.

Таким образом, подставим значение массы гири в формулу:

\(Q = 10 \,кг \cdot 330,000 \,кДж/кг\).

Ответ: \(Q = 3,300,000 \,кДж\).

Итак, при охлаждении стальной гири массой 10 кг из состояния нагретости 660°C до 0°C, количество теплоты, которое рассеет гиря, составляет -3,828,000 джоулей, а количество теплоты, необходимое для плавления льда, составляет 3,300,000 килоджоулей. Поэтому, в итоге, растопится количество льда, соответствующее разнице в количестве теплоты, то есть:

\(|-3,828,000| - 3,300,000 = 528,000 \,дж\).

Ответ: Количество растопившегося льда составляет 528,000 джоулей.