Задача по физике какое количество теплоты необходимо, чтобы растопить 300 г льда, находящегося при температуре - 25 °с, довести до кипения получившуюся воду и испарить её? потерями энергии во внешнюю среду можно пренебречь. какая масса каменного угля потребуется, чтобы выделлось такое количество энергии?

28 Фев в 19:41
85 +1
0
Ответы
1

Для решения данной задачи необходимо рассчитать общее количество теплоты, которое необходимо для растопления льда, нагрева воды до точки кипения и ее испарения.

Нагрев льда от -25 °C до 0 °C:

Используем формулу:
[
Q1 = m \cdot c{лед} \cdot \Delta T
]

где:

( m = 300 \, \text{г} = 0.3 \, \text{кг} )( c_{лед} \approx 2.1 \, \text{кДж/(кг·°C)} )( \Delta T = 0 - (-25) = 25 \, \text{°C} )

Подставим значения:
[
Q_1 = 0.3 \, \text{кг} \cdot 2.1 \, \text{кДж/(кг·°C)} \cdot 25 \, \text{°C} = 15.75 \, \text{кДж}
]

Плавление льда (превращение льда в воду):

Используем формулу:
[
Q2 = m \cdot L{плав}
]

где:

( L_{плав} \approx 334 \, \text{кДж/кг} )

Подставим значения:
[
Q_2 = 0.3 \, \text{кг} \cdot 334 \, \text{кДж/кг} = 100.2 \, \text{кДж}
]

Нагрев воды от 0 °C до 100 °C:

Используем формулу:
[
Q3 = m \cdot c{вода} \cdot \Delta T
]

где:

( c_{вода} \approx 4.18 \, \text{кДж/(кг·°C)} )

[
Q_3 = 0.3 \, \text{кг} \cdot 4.18 \, \text{кДж/(кг·°C)} \cdot (100 - 0) \, \text{°C} = 125.4 \, \text{кДж}
]

Испарение воды:

Используем формулу:
[
Q4 = m \cdot L{исп}
]

где:

( L_{исп} \approx 2260 \, \text{кДж/кг} )

[
Q_4 = 0.3 \, \text{кг} \cdot 2260 \, \text{кДж/кг} = 678 \, \text{кДж}
]

Теперь суммируем все теплоты:
[
Q_{total} = Q_1 + Q_2 + Q_3 + Q_4 = 15.75 + 100.2 + 125.4 + 678 = 919.35 \, \text{кДж}
]

Теперь нам необходимо узнать, сколько каменного угля нужно сжечь, чтобы получить это количество энергии. Энергия, выделяемая при сжигании 1 кг каменного угля, приблизительно равна 25 MJ (25000 кДж).

Расчет массы каменного угля:
[
m{уголь} = \frac{Q{total}}{E_{уголь}} = \frac{919.35}{25000} \approx 0.0368 \, \text{кг} \approx 36.8 \, \text{г}
]

Таким образом, для растопления 300 г льда, доведения до кипения и испарения потребуется 36.8 г каменного угля.

28 Фев в 19:47
Не можешь разобраться в этой теме?
Обратись за помощью к экспертам
Гарантированные бесплатные доработки в течение 1 года
Быстрое выполнение от 2 часов
Проверка работы на плагиат
Поможем написать учебную работу
Прямой эфир