Яку кількість теплоти необхідно відібрати з 50 г водяної пари, взятої при температурі 100 градусів, щоб отримати
Яку кількість теплоти необхідно відібрати з 50 г водяної пари, взятої при температурі 100 градусів, щоб отримати 50 г льоду при 0 градусах?
Пугающая_Змея_5540 62
Для решения данной задачи нам понадобятся некоторые физические константы и законы.Первым шагом нам необходимо определить количество теплоты, которое нужно отобрать у водяной пары, чтобы она конденсировалась в лед. Для этого воспользуемся уравнением фазового перехода:
\(Q = m \cdot L\),
где \(Q\) - количество теплоты, \(m\) - масса вещества, \(L\) - удельная теплота парообразования.
Удельная теплота парообразования равна 2260 кДж/кг. Масса водяной пары, которую нужно сконденсировать, равна массе льда, то есть 50 грамм.
Теперь мы можем рассчитать количество теплоты, которое нужно отобрать у водяной пары:
\(Q = 50 \, \text{г} \cdot 2260 \, \text{кДж/кг}\).
Рассчитывая это выражение, получаем:
\(Q = 113 \, \text{кДж}\).
Теперь обратимся к процессу охлаждения полученного льда от 100 градусов до 0 градусов.
Количество теплоты, которое нужно извлечь у льда, чтобы он остылся до 0 градусов, можно рассчитать по формуле:
\(Q = m \cdot c \cdot \Delta T\),
где \(c\) - удельная теплоемкость вещества, \(\Delta T\) - изменение температуры.
Удельная теплоемкость льда составляет приблизительно 2.09 кДж/кг·°C, масса льда равна 50 граммам, а изменение температуры равно 100 градусов (от 100 до 0 градусов).
Рассчитаем количество теплоты, которое нужно извлечь у льда:
\(Q = 50 \, \text{г} \cdot 2.09 \, \text{кДж/кг·°C} \cdot 100 \, \text{°C}\).
Вычисляя эту формулу, получаем:
\(Q = 1045 \, \text{кДж}\).
Итак, суммируя количество теплоты, которое нужно отобрать у водяной пары и извлечь из льда, получаем:
\(Q_{\text{общ}} = 113 \, \text{кДж} + 1045 \, \text{кДж}\),
\(Q_{\text{общ}} = 1158 \, \text{кДж}\).
Таким образом, для получения 50 г льда при 0 градусах необходимо отобрать 1158 кДж теплоты.