Сколько теплоты потребуется для перевода 4-килограммового льда с температурой 0 °C в кипяток при 100 °C? Не учитывайте

Летучая_Мышь

70

Для решения этой задачи нам понадобятся две формулы. Первая формула связывает количество теплоты, полученной или отданной телом, с его массой \( m \), удельной теплоемкостью \( c \) и изменением температуры \( \Delta T \). Она записывается следующим образом:

\[ Q = mc\Delta T \]

Вторая формула позволяет найти количество теплоты, необходимое для изменения агрегатного состояния вещества. В нашем случае мы будем использовать формулу для перехода льда в кипяток, которая выглядит следующим образом:

\[ Q = mL \]

Где \( L \) - это удельная теплота плавления вещества.

Теперь приступим к пошаговому решению задачи.

Шаг 1: Найдем количество теплоты, необходимое для нагревания льда от его начальной температуры до точки плавления. Для этого используем первую формулу. Масса льда \( m = 4 \) кг, удельная теплоемкость плавления льда \( c = 334 \) Дж/кг·°C (это значение нужно найти в таблице) и изменение температуры \( \Delta T = 0 - (-100) = 100 \) °C. Подставляем значения в формулу и рассчитываем количество теплоты \( Q_1 \):

\[ Q_1 = mc\Delta T = 4 \cdot 334 \cdot 100 = 1336000 \) Дж

Шаг 2: Теперь найдем количество теплоты, необходимое для изменения агрегатного состояния из льда в кипяток. Значение удельной теплоты плавления воды \( L = 334000 \) Дж/кг (также найдено в таблице). Масса вещества остается прежней - \( m = 4 \) кг. Используем вторую формулу и находим количество теплоты \( Q_2 \):

\[ Q_2 = mL = 4 \cdot 334000 = 1336000 \) Дж

Шаг 3: Наконец, найдем общее количество теплоты, необходимое для перевода льда в кипяток. Для этого сложим значения теплоты, полученные в первом и втором шагах:

\[ Q_{\text{общ}} = Q_1 + Q_2 = 1336000 + 1336000 = 2672000 \) Дж

Ответ: Для перевода 4-килограммового льда с температурой 0 °C в кипяток при 100 °C потребуется 2 672 000 Дж теплоты, не учитывая энергию, потраченную на нагревание котелка.