Сколько теплоты необходимо для перевода 4 кг льда с температурой −22 °С в воду с температурой 45 °С? Температура
Сколько теплоты необходимо для перевода 4 кг льда с температурой −22 °С в воду с температурой 45 °С? Температура плавления льда равна 0 °С, удельная теплота плавления льда составляет 3,4⋅105 дж/кг, удельная теплоемкость льда равна 2100 дж/(кг⋅°С), а удельная теплоемкость воды - 4200 дж/(кг⋅°С). (Округлите ответ до десятых). Ответ:
Искандер 3
Чтобы решить данную задачу, мы должны рассчитать теплоту, необходимую для нагрева льда до температуры плавления, теплоту плавления льда и теплоту, необходимую для нагрева воды до заданной температуры.1. Найдем теплоту, необходимую для нагрева льда до температуры плавления.
Используем формулу Q = mcΔT, где Q - теплота, m - масса в кг, c - удельная теплоемкость в дж/(кг⋅°С), ΔT - изменение температуры в °С.
Масса льда, которую необходимо разогреть до температуры плавления, равна 4 кг.
Изначальная температура льда -22 °С.
Температура плавления льда 0 °С.
Удельная теплоемкость льда равна 2100 дж/(кг⋅°С).
Тогда теплота для нагрева льда до температуры плавления составит:
Q1 = m * c1 * ΔT1
Q1 = 4 кг * 2100 дж/(кг⋅°С) * (0 °С - (-22 °С))
Q1 = 4 кг * 2100 дж/(кг⋅°С) * 22 °С
Q1 = 184 800 дж
2. Найдем теплоту плавления льда.
Используем формулу Q = mL, где Q - теплота, m - масса в кг, L - удельная теплота плавления в дж/кг.
Масса льда, подлежащей плавлению, также равна 4 кг.
Удельная теплота плавления льда составляет 3,4⋅105 дж/кг.
Тогда теплота плавления льда будет:
Q2 = m2 * L
Q2 = 4 кг * 3,4⋅105 дж/кг
Q2 = 1,36⋅106 дж
3. Найдем теплоту, необходимую для нагрева воды до заданной температуры.
Используем формулу Q = mcΔT, где Q - теплота, m - масса в кг, c - удельная теплоемкость в дж/(кг⋅°С), ΔT - изменение температуры в °С.
Мы не знаем массу воды, поэтому обозначим ее как m3.
Изначальная температура воды 0 °С (температура плавления льда).
Заданная температура воды 45 °С.
Удельная теплоемкость воды равна 4200 дж/(кг⋅°С).
Тогда теплота, необходимая для нагрева воды до заданной температуры, будет:
Q3 = m3 * c3 * ΔT3
Q3 = m3 * 4200 дж/(кг⋅°С) * (45 °С - 0 °С)
Q3 = m3 * 4200 дж/(кг⋅°С) * 45 °С
Q3 = 189 000 м3 дж
4. Суммируем полученные значения теплот:
Q = Q1 + Q2 + Q3
Q = 184 800 дж + 1,36⋅106 дж + 189 000 дж
Q = 1,734⋅106 дж
Ответ: Теплота, необходимая для перевода 4 кг льда с температурой -22 °С в воду с температурой 45 °С, составляет 1,734⋅106 дж. Округлив до десятых, получаем 1,7⋅106 дж.