1. Количество теплоты, затраченной на обогрев тела равно произведению удельной теплоёмкости вещества, массы тела и разницы конечной и начальной температур.
Q=c*m*(t2-t1), где c - удельная теплоемкость вещества, m - масса вещества, t2 и t1 - соответственно конечная и начальная температуры.
Удельная теплоемкость льда c = 2100 Дж/кг*К, температура плавления льда 0 С = 273 К.
Подставим числовые данные в формулу получим:
Q=c*m*(t2-t1)=2100*2*(273-263)=42000 Дж
Для нагрева льда до температуры плавления необходимо потратить 42 кДж теплоты.
2. Для расплавления льда, необходимое количество теплоты:
Q=λ*m, где λ - удельная теплота плавления вещества,m - масса вещества.
Температура по какой шкале? Цельсия или Кельвина? Буду считать Цельсия, т. е. Т = 273 + 7 = 280 К Из формулы p = nkT => n = p / (kT) - концентрация молекул в сосуде С другой стороны n = N / V, где N - число молекул, V - объем сосуда N = n*V = pV / (kT), найдем среднюю скорость движения молекул v = КОРЕНЬ(3RT/M), R - универ. газов. постоянная, М - мол. масса азота λ = КОРЕНЬ^3(V/N) - длина свободного пробега молекулы азота, λ = КОРЕНЬ^3(kT/p), s = v*t = КОРЕНЬ(3RT/M)*t - путь молекулы за 1 с, t = 1 с, число столкновений z = s / λ = КОРЕНЬ(3RT/M)*t : КОРЕНЬ^3(kT/p) = = КОРЕНЬ(3*8,31 Дж*моль/К*280 К/28*10^-3 кг/моль)*1 с : КОРЕНЬ^3(1,38*10^-23 Дж/К*280 К / 2*10^5 Па) = 2,98 / 2,68*10^-9 = = 1,11*10^9
Приведем все величины из дано в систему СИ:
t1=-10 C=263 K
1. Количество теплоты, затраченной на обогрев тела равно произведению удельной теплоёмкости вещества, массы тела и разницы конечной и начальной температур.
Q=c*m*(t2-t1), где c - удельная теплоемкость вещества, m - масса вещества, t2 и t1 - соответственно конечная и начальная температуры.
Удельная теплоемкость льда c = 2100 Дж/кг*К, температура плавления льда 0 С = 273 К.
Подставим числовые данные в формулу получим:
Q=c*m*(t2-t1)=2100*2*(273-263)=42000 Дж
Для нагрева льда до температуры плавления необходимо потратить 42 кДж теплоты.
2. Для расплавления льда, необходимое количество теплоты:
Q=λ*m, где λ - удельная теплота плавления вещества,m - масса вещества.
Удельная теплота плавления льда λ - 3,3*10^5 Дж/кг
Подставим числовые данные в формулу получим:
Q=λ*m=330000*2=660000 Дж
3. Общее количество теплоты:
Q=Q1+Q2=42000+660000=702000 Дж
ответ: потребуется 702000 Дж теплоты или 702 кДж.