Определи количество теплоты, необходимое для превращения 7 кг льда с температурой −24 °С в воду при температуре 26 °С.
Температура плавления льда равна 0 °С, удельная теплота плавления льда — 3,4⋅105Джкг, удельная теплоёмкость льда — 2100Джкг⋅°С, удельная теплоёмкость воды — 4200Джкг⋅°С.
ответ (округли до десятых):
кДж.
1. Перевод льда при -24 ° C в воду при 0 ° C:
Для этого нужно расплавить лед. Теплота, необходимая для плавления, определяется как произведение массы льда на удельную теплоту плавления льда:
Q1 = m * L,
где Q1 - количество теплоты для плавления льда (в Дж), m - масса льда (в кг), L - удельная теплота плавления льда (в Дж/кг).
В нашем случае масса льда равна 7 кг, а удельная теплота плавления льда L равна 3,4 * 10^5 Дж/кг:
Q1 = 7 * 3,4 * 10^5 = 2,38 * 10^6 Дж.
2. Перевод воды при 0 ° C до воды при 26 ° C:
Для этого нужно прогреть воду. Теплота, необходимая для этого, определяется как произведение массы воды на удельную теплоёмкость воды и на разницу температур:
Q2 = m * c * Δt,
где Q2 - количество теплоты для нагрева воды (в Дж), m - масса воды (в кг), c - удельная теплоёмкость воды (в Дж/кг°С), Δt - разница температур (в °С).
В нашем случае масса воды также равна 7 кг, удельная теплоёмкость воды c равна 4200 Дж/кг°С, а разница температур Δt равна 26 °С:
Q2 = 7 * 4200 * 26 = 764400 Дж.
Теперь найдем общее количество теплоты, которое нужно для превращения льда с температурой -24 °C в воду при 26 °C, сложив полученные значения Q1 и Q2:
Q = Q1 + Q2 = 2,38 * 10^6 + 764400 = 3,1444 * 10^6 Дж.
Ответ округлённо составляет 3,1 * 10^6 Дж, что в кДж равно 3100 кДж.