Какое количество теплоты требуется для того чтобы растопить 500 граммов льда, который находится при 0 градусов Цельсия

Коко

18

Для решения этой задачи нам понадобятся несколько понятий из области теплопередачи и термодинамики.

Удельная теплота плавления (или теплота слияния) – это количество теплоты, которое необходимо передать одному грамму вещества, чтобы превратить его из твёрдого состояния в жидкое при постоянной температуре. Удельная теплота плавления льда составляет 3,4 Дж/г.

Теплота — это форма энергии, которая передаётся от тела с более высокой температурой к телу с более низкой температурой до достижения равновесия.

При растапливании льда, теплота переходит от источника тепла к льду. Известно, что для изменения температуры вещества нужно количество теплоты, вычисляемое по формуле: Q = mcΔT, где Q - теплота, m - масса вещества, c - удельная теплоёмкость вещества, ΔT - изменение температуры.

Поскольку лёд находится в твёрдом состоянии при температуре 0°C, для нагревания его до точки плавления нам необходимо теплоту, определяемую формулой: Q1 = mcΔT1.

После этого лёд превращается в воду и требует дополнительную теплоту, равную произведению массы льда на удельную теплоту плавления: Q2 = ml, где m - масса льда, l - удельная теплота плавления.

Итак, суммарная теплота, необходимая для растапливания льда, будет равна: Q = Q1 + Q2.

Для решения задачи, давайте подставим известные значения:

m = 500 г (масса льда),
c = 2,09 Дж/(г °C) (удельная теплоёмкость льда),
ΔT1 = 0 °C (изменение температуры),
l = 3,4 Дж/г (удельная теплота плавления льда).

Теперь можем вычислить каждую составляющую теплоту:

Q1 = mcΔT1 = (500 г) * (2,09 Дж/(г °C)) * (0 °C) = 0 Дж,

Q2 = ml = (500 г) * (3,4 Дж/г) = 1700 Дж.

Итак, суммарная теплота, необходимая для растапливания 500 г льда, составляет Q = Q1 + Q2 = 0 Дж + 1700 Дж = 1700 Дж.

Таким образом, для растопления 500 г льда, находящегося при 0 градусов Цельсия, требуется 1700 Дж тепла.