• Предмет: Физика
  • Автор: artemarbuzovic80
  • Вопрос задан 2 месяца назад

Помогите пж
1. Сколько тепловой энергии необходимо затратить, чтобы нагреть воду массой 0,5 кг с 20 0С до 60 0С. Удельная теплоёмкость воды 4200 Дж / (кг · °С).
2. Какую массу льда при температуре 0 0С необходимо положить в стакан с горячей водой при температуре 50 0С, чтобы лёд полностью растаял, а температура воды стала 0 0С? (Удельная теплоёмкость воды 4200 Дж / (кг · °С); Удельная теплота плавления льда 330 кДж /кг).
3. Сколько энергии необходимо затратить, чтобы лёд массой 800 грамм и начальной температурой -10 °С, нагреть до 100 °С и превратить в пар? (Удельная теплоёмкость воды 4200 Дж / (кг · °С); Удельная теплоёмкость льда 2100 Дж / (кг · °С); Удельная теплота плавления льда 330 кДж/ кг; удельная теплота парообразования воды равна 2258 кДж/кг).
4. Сколько необходимо сжечь спирта, чтобы расплавить свинец массой 50 грамм взятый при температуре 20 °С? (удельная теплота сгорания спирта 26000 кДж; Удельная теплоемкость свинца равна 140 Дж/ (кг • °С); удельная теплота плавления свинца 22,6 кДж/кг). С решением пожалуйста

Ответы

Ответ дал: tuhhk4515
1

1)Считаем по формуле:

Q = m * c * ΔT,

где:

Q - тепловая энергия,

m - масса воды,

c - удельная теплоемкость воды,

ΔT - изменение температуры.

Q = 0,5 кг * 4200 Дж / (кг · °С) * (60 °С - 20 °С).

Q = 0,5 кг * 4200 Дж / (кг · °С) * 40

Q = 84000 Дж.

Таким образом, необходимо затратить 84000 Дж тепловой энергии, чтобы нагреть 0,5 кг воды с 20 °С до 60 °С.

2). используем закон сохранения энергии.

Тепловая энергия, выделяемая горячей водой, должна быть равна тепловой энергии, необходимой для плавления льда и нагрева получившейся воды до 0 °C.

Давайте обозначим массу льда, которую нам необходимо положить, как m_леда.

Тепловая энергия, выделяемая горячей водой, равна:

Q_воды = m_воды * c_воды * ΔT_воды,

где m_воды - масса воды, c_воды - удельная теплоемкость воды, ΔT_воды - изменение температуры воды.

Тепловая энергия, необходимая для плавления льда, равна:

Q_леда = m_леда * L_леда,

где L_леда - удельная теплота плавления льда.

Тепловая энергия, необходимая для нагрева получившейся воды до 0 °C, равна:

Q_нагрева = m_воды * c_воды * ΔT_нагрева,

где ΔT_нагрева - изменение температуры воды после плавления льда до 0 °C.

Таким образом, уравнение, описывающее закон сохранения энергии, будет выглядеть следующим образом:

Q_воды = Q_леда + Q_нагрева.

Подставляя значения и решая уравнение относительно m_леда, получим:

m_леда * L_леда = m_воды * c_воды * ΔT_воды + m_воды * c_воды * ΔT_нагрева.

L_леда = 330 кДж / кг,

c_воды = 4200 Дж / (кг · °С),

ΔT_воды = 0 °С - 50 °С = -50 °С,

ΔT_нагрева = 0 °С - 0 °С = 0 °С

m_леда * 330 кДж / кг = m_воды * 4200 Дж / (кг · °С) * (-50 °С).

m_леда = (m_воды * 4200 Дж / (кг · °С) * (-50 °С)) / (330 кДж / кг).

m_леда = (m_воды * (-21000)) / 330.

Таким образом, масса льда, которую необходимо положить в стакан с горячей водой, чтобы лед полностью растаял и температура воды стала 0 °C, равна (m_воды * (-21000)) / 330.

3)Для решения этой задачи мы можем разделить процесс на несколько этапов и рассчитать энергию, затраченную на каждый из них.

1. Нагревание льда от -10 °C до 0 °C:

Q_нагрев_льда = m_льда * c_льда * ΔT_нагрев_льда,

где m_льда - масса льда, c_льда - удельная теплоемкость льда, ΔT_нагрев_льда - изменение температуры льда.

Подставляя значения, получим:

Q_нагрев_льда = 0,8 кг * 2100 Дж / (кг · °С) * (0 °С - (-10 °С)).

Q_нагрев_льда = 0,8 кг * 2100 Дж / (кг · °С) * 10 °С.

2. Плавление льда при 0 °C:

Q_плавление_льда = m_льда * L_леда,

где L_леда - удельная теплота плавления льда.

Q_плавление_льда = 0,8 кг * 330 кДж / кг.

3. Нагревание воды от 0 °C до 100 °C:

Q_нагрев_воды = m_воды * c_воды * ΔT_нагрев_воды,

где m_воды - масса воды, c_воды - удельная теплоемкость воды, ΔT_нагрев_воды - изменение температуры воды.

Q_нагрев_воды = m_воды * 4200 Дж / (кг · °С) * (100 °С - 0 °С).

4. Превращение воды в пар:

Q_парообразование_воды = m_воды * L_парообразования,

где L_парообразования - удельная теплота парообразования воды.

Q_парообразование_воды = m_воды * 2258 кДж / кг.

Теперь сложим все полученные значения, чтобы найти общую энергию, затраченную на процесс:

Q_общая = Q_нагрев_льда + Q_плавление_льда + Q_нагрев_воды + Q_парообразование_воды.

Q_общая = (0,8 кг * 2100 Дж / (кг · °С) * 10 °С) + (0,8 кг * 330 кДж / кг) + (0,8 кг * 4200 Дж / (кг · °С) * (100 °С - 0 °С)) + (0,8 кг * 2258 кДж / кг).

Таким образом, энергия, необходимая для нагревания льда массой 800 грамм от -10 °C до 100 °C и превращения его в пар, равна Q_общая.

4) Для решения этой задачи мы можем разделить процесс на несколько этапов и рассчитать энергию, необходимую на каждый из них.

1. Нагревание свинца от начальной температуры до температуры плавления:

Q_нагрев_свинца = m_свинца * c_свинца * ΔT_нагрев_свинца,

где m_свинца - масса свинца, c_свинца - удельная теплоемкость свинца, ΔT_нагрев_свинца - изменение температуры свинцц

Q_нагрев_свинца = 0,05 кг * 140 Дж / (кг • °С) * (22 °С - 20 °С).

Вычисляя, получим:

Q_нагрев_свинца = 0,05 кг * 140 Дж / (кг • °С) * 2 °С.

2. Плавление свинца:

Q_плавление_свинца = m_свинца * L_плавления_свинца,

где L_плавления_свинца - удельная теплота плавления свинца

Q_плавление_свинца = 0,05 кг * 22,6 кДж / кг.

Теперь сложим энергию, необходимую на каждый этап, чтобы найти общую энергию, необходимую для расплавления свинца:

Q_общая = Q_нагрев_свинца + Q_плавление_свинца.

Q_общая = (0,05 кг * 140 Дж / (кг • °С) * 2 °С) + (0,05 кг * 22,6 кДж / кг).

Таким образом, энергия, необходимая для расплавления свинца массой 50 грамм при температуре 20 °С, равна Q_общая.

Удачи.

Вас заинтересует