Какое количество теплоты надо сообщить бруску льда массой 3 кг при температуре 0 градусов Цельсия, чтобы получить воду при температуре 20 градусов Цельсия?
Для того чтобы растопить брусок льда и превратить его в воду при температуре 20 градусов Цельсия, надо сообщить ему теплоту плавления и теплоту нагревания.
Теплота плавления для льда составляет 334 кДж/кг.
Q1 = m * L, где Q1 - количество теплоты для плавления льда, m - масса льда, L - теплота плавления для льда.
Q1 = 3 кг * 334 кДж/кг = 1002 кДж.
Для нагревания льда от 0 градусов до 20 градусов Цельсия используем удельную теплоемкость льда и воды (C).
Q2 = m C_льда Δt + m C_воды Δt, где Q2 - количество теплоты для нагревания льда и воды, Δt - разница в температурах = 20 - 0 = 20 °C.
Q2 = 3 кг 2.09 кДж/(кг °C) 20 °C + 3 кг 4.18 кДж/(кг °C) 20 °C = 251.4 кДж + 251.4 кДж = 502.8 кДж.
Общее количество теплоты: Q = Q1 + Q2 = 1002 кДж + 502.8 кДж = 1504.8 кДж.
Таким образом, чтобы превратить брусок льда массой 3 кг при температуре 0 градусов Цельсия в воду при температуре 20 градусов Цельсия, надо сообщить ему 1504.8 кДж теплоты.
Для того чтобы растопить брусок льда и превратить его в воду при температуре 20 градусов Цельсия, надо сообщить ему теплоту плавления и теплоту нагревания.
Теплота плавления для льда составляет 334 кДж/кг.Q1 = m * L,
где
Q1 - количество теплоты для плавления льда,
m - масса льда,
L - теплота плавления для льда.
Q1 = 3 кг * 334 кДж/кг = 1002 кДж.
Для нагревания льда от 0 градусов до 20 градусов Цельсия используем удельную теплоемкость льда и воды (C).C_льда = 2.09 кДж/(кг °C),
C_воды = 4.18 кДж/(кг °C).
Q2 = m C_льда Δt + m C_воды Δt,
где
Q2 - количество теплоты для нагревания льда и воды,
Δt - разница в температурах = 20 - 0 = 20 °C.
Q2 = 3 кг 2.09 кДж/(кг °C) 20 °C + 3 кг 4.18 кДж/(кг °C) 20 °C = 251.4 кДж + 251.4 кДж = 502.8 кДж.
Общее количество теплоты:
Q = Q1 + Q2 = 1002 кДж + 502.8 кДж = 1504.8 кДж.
Таким образом, чтобы превратить брусок льда массой 3 кг при температуре 0 градусов Цельсия в воду при температуре 20 градусов Цельсия, надо сообщить ему 1504.8 кДж теплоты.