Скільки тепла потрібно Для плавлення 2 кг льоду, що має температуру 0°С, та нагрівання отриманої води до кипіння? Питома теплота плавлення льоду 330 кДж/кг, питома теплоємність води 4200 Дж/кг.°С.
Ответы
Ответ:
Перш за все необхідно врахувати, що процес плавлення льоду відбувається при постійній температурі 0 °C, тому необхідна енергія для плавлення льоду розраховується за формулою:
Q1 = m * L,
де Q1 - необхідна енергія для плавлення льоду (в джоулях),
m - маса льоду (в кілограмах),
L - питома теплота плавлення льоду (в джоулях на кілограм).
У нашому випадку, маса льоду m = 2 кг, питома теплота плавлення льоду L = 330 кДж/кг. Конвертуємо одиниці:
L = 330 кДж/кг * 1000 Дж/кДж = 330000 Дж/кг.
Підставляємо значення в формулу:
Q1 = 2 кг * 330000 Дж/кг = 660000 Дж.
Тепер необхідно розрахувати енергію, необхідну для нагрівання отриманої води до кипіння. Для цього використовується формула:
Q2 = m * c * ΔT,
де Q2 - необхідна енергія для нагрівання води (в джоулях),
m - маса води (в кілограмах),
c - питома теплоємність води (в джоулях на кілограм на градус Цельсія),
ΔT - зміна температури води (в градусах Цельсія).
У нашому випадку, маса води m = 2 кг, питома теплоємність води c = 4200 Дж/кг°C, а зміна температури води ΔT = 100 °C (адже вода має нагрітися до кипіння, тому розглядаємо різницю між початковою температурою 0 °C і кінцевою температурою 100 °C).
Підставляємо значення в формулу:
Q2 = 2 кг * 4200 Дж/кг°C * 100 °C = 840000 Дж.
Отже, загальна необхідна енергія для плавлення льоду і нагрівання отриманої води до кипіння складає:
Q = Q1 + Q2 = 660000 Дж + 840000 Дж = 1500000 Дж.
Відповідь: Для плавлення 2 кг льоду з температурою 0 °C та нагрівання отриманої води до кипіння потрібно 1500000 Дж тепла.
Объяснение