Скільки теплоти потрібно віддати, щоб перетворити лід масою 5 кг із температурою -20°С на воду з температурою 40°С?

Владислав

7

Для решения данной задачи мы можем использовать формулу тепломёсткости Q = mcΔt, где Q - количество теплоты, m - масса вещества, c - удельная теплоёмкость, Δt - изменение температуры.

1. Сначала найдём количество теплоты, необходимое для нагревания льда с температуры -20°С до температуры плавления 0°С.
Для этого воспользуемся формулой Q = mcΔt:
Q1 = 5 кг * 2090 Дж/кг∙°С * (0°С - (-20°С)) = 5 кг * 2090 Дж/кг∙°С * 20°С = 209000 Дж.

2. Затем найдём количество теплоты, необходимое для плавления льда при температуре 0°С.
Для этого воспользуемся формулой Q = mL, где L - удельная теплота плавления льда (333.55 кДж/кг):
Q2 = 5 кг * 333.55 кДж/кг = 1667.75 кДж = 1667750 Дж.

3. Наконец, найдём количество теплоты, необходимое для нагревания получившейся воды с температурой 0°С до 40°С.
Воспользуемся формулой Q = mcΔt:
Q3 = 5 кг * 4186 Дж/кг∙°С * (40°С - 0°С) = 5 кг * 4186 Дж/кг∙°С * 40°С = 836000 Дж.

4. Итоговое количество теплоты, необходимое для всего процесса, можно найти, просуммировав результаты первых трёх шагов:
Q = Q1 + Q2 + Q3 = 209000 Дж + 1667750 Дж + 836000 Дж = 2713750 Дж.

Таким образом, чтобы перевести лёд массой 5 кг с температурой -20°С в воду с температурой 40°С, необходимо отдать 2713750 Дж теплоты.