Question

Чтобы расплавить 5 кг льда, взятого при температуре –10 ºC, затем нагреть полученную воду до температуры кипения, надо сообщить некоторое количество теплоты Q. Какую часть воды можно испарить, сообщив воде дополнительно половину Q? Потерями тепла пренебречь.

Answer 1

Ответ: 17%

Объяснение:

Дано:

m=5кг

t1=-10°C

t2=0°C

t3=100°C

с1=2100Дж/кг°С

с2=4200Дж/кг°С

λ=3,4*10⁵Дж/кг

L=2,3*10⁶Дж/кг

-------------------

m1-?

Q=Q1+Q2+Q3, где:

Q1-теплота на нагрев льда до темпрературы плавления:

Q1=с1*m*(t2-t1), где:

с1-удельная теплоемкость льда;

m-масса льда;

t1 и t2-начальная и конечная температура льда.

Q1=2100*5*(0+10)=105000Дж;

Q2=λ*m, где:

λ-удельная теплота плавления льда;

m-масса льда

Q2=3,4*10⁵*5=1700000Дж

Q3=c2*m*(t3-t2), где:

с2-удельная теплоемкость воды;

m-масса воды;

t2 и t3-начальная и конечная температура воды

Q3=4200*5*(100-0)=2100000Дж

Q=105000+1700000+2100000=3905000Дж

Возьмем половину этой теплоты на испарения льда:

Q4=Q/2=3905000/2=1952500Дж

Теплоту на испарение воды находим по формуле:

Q4=L*m1, где:

L-удельная теплота парообразования;

m1-масса воды

Отсюда:

m1=Q4/L=1952500/2,3*10⁶=0,85кг

Испаренная воды от всей составляет:

m1/m=0,85/5=0,17*100%=17%