При температуре 100°C мы использовали 14,7 кг каменного угля, чтобы растопить и превратить лед в пар. Начальная

Тема: Расчет массы растопленного льда

Объяснение:
Для решения этой задачи мы можем использовать тепловое уравнение: полученное тепло равно потраченному теплу.

Тепло, полученное при растоплении и испарении льда, можно вычислить, используя соответствующие удельные теплоемкости:

1. Первым шагом вычислим количество тепла, которое было потрачено на растопление льда. Для этого умножим массу льда на его удельную теплоту плавления (количество тепла, необходимое для растопления 1 кг льда) - 334 кДж/кг.
Полученное тепло (Qt1) можно выразить следующей формулой: Qt1 = m1 * L, где m1 - масса льда, L - удельная теплота плавления.

2. Затем вычислим количество тепла, которое было потрачено для нагревания льда от 0°C до точки кипения воды (100°C). Для этого умножим массу льда на его удельную теплоемкость - 2,09 кДж/(кг·°C)
Полученное тепло (Qt2) можно выразить следующей формулой: Qt2 = m1 * С * Δt, где С - удельная теплоемкость льда, Δt - изменение температуры.

3. Далее вычислим количество тепла, которое было потрачено для испарения воды. Для этого умножим массу льда на его удельную теплоемкость испарения - 2260 кДж/кг.
Полученное тепло (Qt3) можно выразить следующей формулой: Qt3 = m1 * Le, где Le - удельная теплоемкость испарения.

4. Теперь мы можем вычислить общее количество полученного тепла (Qполуч):
Qполуч = Qt1 + Qt2 + Qt3

5. Чтобы найти массу льда м1, которую мы растопили и превратили в пар, учитывая КПД установки (η), мы можем использовать формулу:
м1 = Qполуч / (η * Lv), где Lv - удельная теплота парообразования (количество тепла, необходимое для превращения 1 кг воды в пар) - 2260 кДж/кг.

Доп. материал:
Исходя из данных предоставленной задачи:
Удельная теплота плавления (L): 334 кДж/кг
Удельная теплоемкость льда (С): 2,09 кДж/(кг·°C)
Удельная теплоемкость испарения (Le): 2260 кДж/кг
КПД установки (η): 0,7
Удельная теплота парообразования (Lv): 2260 кДж/кг

Мы можем использовать формулу для расчета массы льда:
м1 = Qполуч / (η * Lv)

Совет:
При решении подобных задач всегда будьте внимательны к единицам измерения и конвертируйте их при необходимости. Также обратите внимание на коэффициент КПД и запишите его в виде десятичной дроби, например, 0,7 вместо 70%.

Задание:
Предположим, что вместо 14,7 кг каменного угля, мы использовали только 10 кг. Какая была масса льда, которую мы растопили и превратили в пар?

Тема занятия: Теплота сгорания и фазовые переходы

Объяснение:
Для решения этой задачи нам необходимо использовать понятие теплоты сгорания и фазовых переходов.

Сначала мы можем вычислить количество теплоты, необходимое для растопления льда. Для этого мы используем формулу теплоты сгорания:

Q = m × C × ΔT

Где: Q - количество теплоты, m - масса вещества, C - удельная теплоемкость вещества, ΔT - изменение температуры.

Удельная теплоемкость вещества относительно смены состояния равна 333,55 Дж/град.

Температура изменяется на 100 - 0 = 100°C.

Теперь мы можем вычислить количество теплоты, необходимое для испарения льда. Для этого мы используем формулу:

Q = m × L

Где: Q - количество теплоты, m - масса вещества, L - удельная теплота испарения.

Удельная теплота испарения равна 2260 кДж/кг или 2260000 Дж/кг.

Теперь мы можем применить КПД установки 70%.

Используя эти данные, мы можем рассчитать массу льда:

Масса льда = (Количество теплоты для растопления + Количество теплоты для испарения) / КПД установки

Дополнительный материал:
Масса льда = ((14,7 кг × 333,55 Дж/град × 100°C) + (14,7 кг × 2260000 Дж/кг)) / 0,7

Совет: Чтобы лучше понять эту тему, рекомендуется изучить удельную теплоемкость и удельную теплоту испарения различных веществ, а также КПД.

Дополнительное упражнение: При данной массе льда и начальной температуре льда, сколько теплоты будет выделино при растоплении льда и сколько теплоты будет требоваться для испарения этой массы льда?