Теплопередача и охлаждение
1) Какое количество теплоты передалось воде в процессе охлаждения до 0 °С, если ее масса составляет 100 г? 3) Сколько
1) Какое количество теплоты передалось воде в процессе охлаждения до 0 °С, если ее масса составляет 100 г?
3) Сколько времени потребуется Пете, чтобы охладить лимонад до прихода гостей, если он вставит в холодильник воду при температуре 4 °С, чтобы она успела замерзнуть?
Напишите подробное решение данной задачи.
3) Сколько времени потребуется Пете, чтобы охладить лимонад до прихода гостей, если он вставит в холодильник воду при температуре 4 °С, чтобы она успела замерзнуть?
Напишите подробное решение данной задачи.
02.12.2023 04:37
Написать свой ответ:
Объяснение:
1) Задача о количестве теплоты переданной воде в процессе охлаждения до 0 °С является задачей о теплопередаче. Для решения данной задачи мы должны использовать формулу для расчета количества теплоты, переданной или принятой телом:
Q = mcΔT,
где Q - количество теплоты, m - масса вещества, c - удельная теплоемкость вещества, ΔT - изменение температуры.
В данной задаче масса воды составляет 100 г. Удельную теплоемкость воды можно принять равной 4.18 Дж/(г*°С). Теперь можно рассчитать количество теплоты Q, переданное воде в процессе охлаждения:
Q = 100 г * 4.18 Дж/(г*°С) * (0 °С - 25 °С) = -10450 Дж.
Ответ: Вода в процессе охлаждения до 0 °С получила 10450 Дж теплоты.
2) Вторая задача заключается в определении времени, необходимого для охлаждения лимонада до прихода гостей с помощью воды, помещенной в холодильник. Для решения данной задачи также используется формула для расчета количества теплоты:
Q = mcΔT.
Необходимо определить количество теплоты, которое нужно извлечь из лимонада, чтобы его охладить до требуемой температуры. Можно считать, что удельная теплоемкость лимонада равна удельной теплоемкости воды.
Согласно условию задачи, вода должна успеть замерзнуть, что означает, что ее температура должна достичь 0 °С. Таким образом, ΔT для воды будет равно:
ΔT = 0 °С - 4 °С = -4 °С.
Теперь мы можем записать уравнение:
Q = 100 г * 4.18 Дж/(г*°С) * (-4 °С) = -1672 Дж.
Так как количество теплоты передано из лимонада в воду, мы получаем отрицательное значение. Теперь мы можем рассчитать время, необходимое для охлаждения лимонада, с помощью следующей формулы для расчета количества теплоты:
Q = mt,
где t - время, m - масса вещества.
Таким образом, уравнение для решения данной задачи примет вид:
-1672 Дж = 100 г * t.
Теперь мы можем рассчитать требуемое время:
t = -1672 Дж / 100 г = -16.72 с.
Ответ: Пете потребуется приблизительно 16.72 секунды, чтобы охладить лимонад до прихода гостей.
Совет:
- При решении задач связанных с теплопередачей и охлаждением, важно помнить об удельной теплоемкости веществ и правильно учитывать знаки температуры и количества теплоты.
Задание для закрепления:
Ваша задача состоит в том, чтобы рассчитать количество теплоты, переданное алюминиевому блоку массой 500 г, при его охлаждении с температуры 80 °С до 20 °С. Удельная теплоемкость алюминия равна 0.897 Дж/(г*°С). Какое количество теплоты было передано алюминиевому блоку?