Вычисление теплоты при изменении температуры и при фазовых переходах вещества
1) Каково количество выделившейся теплоты при замерзании воды в бассейне площадью 8000 м2, если толщина образовавшегося
1) Каково количество выделившейся теплоты при замерзании воды в бассейне площадью 8000 м2, если толщина образовавшегося льда составляет 0,5 м, а начальная температура воды равна 0°C? (Ответ должен быть 122,4 * 10^10)
2) Сколько теплоты было потребовано для того, чтобы 2 кг льда при температуре -10°C растаяли и образовавшаяся вода нагрелась до температуры 18°C? (Ответ 873,2 кДж)
2) Сколько теплоты было потребовано для того, чтобы 2 кг льда при температуре -10°C растаяли и образовавшаяся вода нагрелась до температуры 18°C? (Ответ 873,2 кДж)
11.12.2023 03:21
Написать свой ответ:
Описание:
Для решения этих задач нам понадобятся знания о теплоемкости вещества и формулах, связанных с теплообменом.
1) Для первой задачи мы можем использовать формулу Q = m * c * ΔT, где Q - теплота, m - масса вещества, c - удельная теплоемкость, ΔT - изменение температуры. Однако, в данной задаче у нас происходит фазовый переход (замерзание), поэтому нам необходимо учесть теплоту смены фазы. Для этого мы используем формулу Q = m * L, где L - теплота смены фазы. Для воды это значение равно 334 кДж/кг. В итоге, общая теплота будет равна сумме теплоты при замерзании и теплоты смены фазы.
2) Во второй задаче, мы также используем формулу Q = m * c * ΔT для вычисления теплоты при изменении температуры льда и воды. В этом случае, нам нужно вычислить сначала теплоту смены фазы для перехода льда в воду и затем сложить с теплотой при изменении температуры воды.
Пример использования:
1) Для первой задачи:
- m = плотность * объем = 1000 кг/м3 * (8000 м2 * 0,5 м) = 4 000 000 кг
- Qфаза = m * L = 4 000 000 кг * 334 кДж/кг = 1 336 000 000 кДж
- Qтемп = m * c * ΔT = 4 000 000 кг * 4,186 Дж/(г°C) * 0°C = 0 кДж
- Q = Qфаза + Qтемп = 1 336 000 000 кДж + 0 кДж = 1 336 000 000 кДж = 133,6 * 10^10
2) Для второй задачи:
- Qфаза = m * L = 2 кг * 334 кДж/кг = 668 кДж
- Qтемп1 = m * c * ΔT = 2 кг * 2,108 кДж/(кг°C) * (0°C - (-10°C)) = 42,16 кДж
- Qтемп2 = m * c * ΔT = 2 кг * 4,186 кДж/(кг°C) * (18°C - 0°C) = 150,192 кДж
- Q = Qфаза + Qтемп1 + Qтемп2 = 668 кДж + 42,16 кДж + 150,192 кДж = 860,352 кДж = 860,4 кДж
Совет:
- При решении задач на теплообмен полезно помнить основные формулы и удельные теплоемкости различных веществ.
- Обратите внимание на единицы измерения, чтобы правильно провести расчеты и получить ответ в нужных единицах измерения.
Упражнение:
Рассчитайте количество выделившейся теплоты, если 5 кг железа остывает от 200°C до 50°C (удельная теплоемкость железа - 0,45 Дж/(г°C)). (Ответ должен быть в Дж)