Сколько теплоты потребуется для перевода льда массой 200 г с температурой -3°С в воду с температурой 10°С?

Chernaya_Roza

22

Для решения данной задачи нам понадобится использовать формулу для определения теплоты. Теплоту можно вычислить по формуле Q = m*c*ΔT, где Q - теплота, m - масса вещества, c - удельная теплоемкость вещества, ΔT - изменение температуры.

Первым шагом у нас есть лед массой 200 г с температурой -3°C, и мы хотим перевести его в воду с температурой 10°C. Чтобы найти теплоту, нужно рассчитать, сколько теплоты потребуется для нагревания льда до 0°C, затем для плавления льда при 0°C и наконец для нагревания получившейся воды до 10°C.

1. Нагревание льда до 0°C:
Пусть удельная теплоемкость льда равна 2.1 Дж/(г°C), как обычно.
ΔT1 = 0 - (-3) = 3°C (изначальная температура льда - конечная температура льда)
Q1 = m1 * c1 * ΔT1 = 200 г * 2.1 Дж/(г°C) * 3°C = 1260 Дж

2. Плавление льда при 0°C:
Для плавления льда нам понадобится теплота плавления, обозначаемая как Lf (обычно примерно 334 Дж/г).
Q2 = m2 * Lf = 200 г * 334 Дж/г = 66800 Дж

3. Нагревание получившейся воды от 0°C до 10°C:
Пусть удельная теплоемкость воды равна 4.18 Дж/(г°C), как обычно.
ΔT3 = 10 - 0 = 10°C (изначальная температура воды - конечная температура воды)
Q3 = m3 * c3 * ΔT3 = 200 г * 4.18 Дж/(г°C) * 10°C = 8360 Дж

Итоговая теплота Qtotal будет равна сумме всех трех величин:
Qtotal = Q1 + Q2 + Q3 = 1260 Дж + 66800 Дж + 8360 Дж = 77520 Дж

Таким образом, для перевода льда массой 200 г с температурой -3°C в воду с температурой 10°C потребуется 77520 Дж теплоты.