Какой объем торфа требуется для таяния льда массой 10 кг, который находится при температуре -5⁰C? Можно с пояснением

Zimniy_Veter

46

Для решения этой задачи мы можем воспользоваться удельным теплом плавления льда. Удельное тепло плавления воды составляет \(334 \, Дж/г\). Мы можем использовать формулу:

\[ Q = m \cdot L \]

где:
\( Q \) - теплота, необходимая для плавления льда (\( Дж \)),
\( m \) - масса льда (\( кг \)),
\( L \) - удельное тепло плавления льда (\( Дж/кг \)).

Поскольку лёд тает и превращается в воду при температуре 0⁰C, для начала нам нужно рассчитать количество теплоты, необходимое для нагревания льда до температуры плавления.

Масса льда \(m = 10 \, кг\). Температура плавления льда \(0⁰C\), а начальная температура льда \( -5⁰C\), поэтому изменение температуры:

\[ \Delta T = 0 - (-5) = 5⁰C \]

Для нагревания льда до температуры плавления нам нужно использовать тепловую емкость льда:

\[ Q_1 = m \cdot c \cdot \Delta T \]

Где удельная теплоемкость льда \( c = 2100 \, Дж/(кг \cdot К) \).

Подставим значения и рассчитаем \( Q_1 \):

\[ Q_1 = 10 \cdot 2100 \cdot 5 = 105000 \, Дж \]

Теперь, зная это количество теплоты, добавим к нему количество теплоты, необходимое для плавления льда:

\[ Q_2 = m \cdot L \]

\[ Q_2 = 10 \cdot 334 = 3340 \, Дж \]

Таким образом, общее количество теплоты, необходимое для таяния льда массой 10 кг, равно:

\[ Q = Q_1 + Q_2 = 105000 + 3340 = 108340 \, Дж \]

Так как 1 кДж = 1 кг м²/с², то результат можно перевести в \(кг \cdot м^2/с^2\).