Для приготовления горячей воды турист взял кусок льда массой 3 кг, при температуре -10 ⁰С, затем расплавил его и нагрел до 80 ⁰С. Удельная теплоемкость льда 2100 Дж/кг·⁰С. Температура плавления льда 0 ⁰С. Удельная теплоемкость воды 4200 Дж/кг·⁰С. Удельная теплота плавления льда 34·104 Дж/кг. Удельная теплота сгорания дров 13·106 Дж/кг.
а) Рассчитайте количество теплоты, затраченное на нагревание льда до температуры плавления Количество теплоты = _____________________Дж b) Выразите количество теплоты в кДж Количество теплоты = ____________________кДж
с) Определите количество теплоты, затраченное на плавление льда Количество теплоты = __________________Дж
d) Выразите количество теплоты в МДж Количество теплоты = ________________МДж
e) Вычислите количество теплоты, которое было израсходовано на нагревание воды Количество теплоты = _________________ Дж
f) Удельная теплоемкость воды равна 4200 Дж/кг·⁰С. Объясните, что означает это число. ________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________ g) Рассчитайте общее количество теплоты, затраченное на нагревание льда, плавление льда и нагревание воды Количество теплоты =__________________Дж h) Рассчитайте массу дров, которую затратил турист на все процессы Масса = _____________________________ кг
Ответы
Ответ:
Объяснение:
Дано:
m=3кг
t1=-10°C
t2=0°C
t3=80°C
c1=2100Дж/кг°С
с2=4200Дж/кг°С
λ=34*10⁴Дж/кг
q=13*10⁶Дж/кг
---------------------
m-?
Q=Q1+Q2+Q3, где:
Q1-теплота на нагрев льда до температуры плавления;
Q2-теплота на плавление льда;
Q3-теплота на нагрев воды от 0 до 80°С
Q1=c1*m*(t2-t1), где:
c1-удельная теплота плавления льда;
m-масса льда;
t1 и t2-начальная и конечная температура льда
Q1=2100*3*(0+10)=63000Дж=63кДж
Q2=λm, где:
λ-удельная теплота плавления льда;
m-масса льда
Q2=34*10⁴*3=1020000Дж=1020кДж
Q3=c2*m*(t3-t2), где:
c2-удельная теплоемкость воды;
m-масса воды;
t2 и t3-начальная и конечная темпетатура воды
Q3=4200*3*(80-0)=1008000Дж=1008кДж=1,08МДж
Q=c1*m*(t2-t1)+λm+c2*m*(t3-t2)=2100*3*(0+10)+34*10⁴*3+4200*3*(80-0)=63000+1020000+1008000=2091000Дж=2091кДж=2,091МДж
Количество дров, затраченное на этот процесс равно:
m=Q/q, где:
Q-общее количество тепла;
q-удельная теплота сгорания дров.
m=2091000/13*10⁶=0,16кг