Яку кількість теплоти потрібно витратити, щоб із 4 кг снігу з температурою -10°С отримати 4 кг окропу?
Ответы
Для того, щоб розтопити сніг, потрібно витратити теплоту, необхідну для підвищення температури снігу від -10°С до 0°С. Кількість теплоти, необхідна для цього, дорівнює:
Q1 = m * c * ΔT
де:
Q1 - кількість теплоти, необхідна для розтоплення снігу, Дж;
m - маса снігу, кг;
c - питома теплоємність снігу, Дж/(кг*°C);
ΔT - різниця температур, °C.
Питома теплоємність снігу становить 2,1 Дж/(кг*°C). Тоді кількість теплоти, необхідна для розтоплення снігу, дорівнює:
Q1 = 4 * 2,1 * (0 - (-10)) = 84 Дж
Після того, як сніг розтане, отримана вода буде мати температуру 0°С. Щоб отримати окроп, потрібно нагріти воду до температури кипіння, яка становить 100°С. Кількість теплоти, необхідна для цього, дорівнює:
Q2 = m * c * ΔT
де:
Q2 - кількість теплоти, необхідна для нагрівання води, Дж;
m - маса води, кг;
c - питома теплоємність води, Дж/(кг*°C);
ΔT - різниця температур, °C.
Питома теплоємність води становить 4,2 Дж/(кг*°C). Тоді кількість теплоти, необхідна для нагрівання води, дорівнює:
Q2 = 4 * 4,2 * (100 - 0) = 168 Дж
Отже, загальна кількість теплоти, необхідна для того, щоб із 4 кг снігу з температурою -10°С отримати 4 кг окропу, дорівнює:
Q = Q1 + Q2 = 84 + 168 = 252 Дж
Відповідь: 252 Дж