Question

Какое количество теплоты (кДж) необходимо для превращения 1 кг льда с температурой -10°С в воду с температурой 90°С? Удельная теплоемкость льда 2,1 кДж/(кг•К), его удельная теплота плавления 330 кДж/кг, удельная теплоемкость воды 4,2 кДж/(кг•К)

Answer 1

Для решения этой задачи нам понадобятся формулы, связанные с теплотой.

1. Теплота (Q) равна произведению массы вещества (m) на его удельную теплоемкость (c) и изменение температуры (ΔT):
Q = m * c * ΔT

2. Теплота, необходимая для плавления льда, вычисляется по формуле:
Q_плавления = m * L
где L - удельная теплота плавления

Теперь рассмотрим пошаговое решение задачи:

1. Расчет теплоты для нагревания льда до 0°С:
Температура льда -10°С, а температура плавления льда 0°С.
Значит, ΔT = 0°С - (-10°С) = 10°С.
Подставляем значения в формулу:
Q_льда = m_льда * c_льда * ΔT =
= 1 кг * 2,1 кДж/(кг•К) * 10 К =
= 21 кДж.

2. Расчет теплоты для плавления льда:
Q_плавления = m_льда * L =
= 1 кг * 330 кДж/кг =
= 330 кДж.

3. Расчет теплоты для нагревания воды от 0°С до 90°С:
ΔT = 90°С - 0°С = 90°С.
Подставляем значения в формулу:
Q_воды = m_воды * c_воды * ΔT =
= 1 кг * 4,2 кДж/(кг•К) * 90 К =
= 378 кДж.

4. Суммируем все полученные значения теплоты:
Q_общая = Q_льда + Q_плавления + Q_воды =
= 21 кДж + 330 кДж + 378 кДж =
= 729 кДж.

Таким образом, для превращения 1 кг льда с температурой -10°С в воду с температурой 90°С необходимо 729 кДж теплоты.