A) Сколько теплоты вышло из воды при ее охлаждении до температуры плавления? B) Какое количество теплоты вышло из воды

Тема: Тепловые процессы вещества

Описание:
А) Чтобы решить эту задачу, нам понадобятся два параметра - теплоемкость воды и изменение температуры. Теплоемкость воды составляет около 4,18 Дж/(г·°C). Изменение температуры равно разности начальной и конечной температур. Пусть начальная температура воды равна Т1, а температура плавления равна Тп. Тогда изменение температуры будет T1 - Тп.
Теплота, вышедшая из воды при охлаждении до температуры плавления, может быть вычислена по формуле:
Q = m * C * ΔT,
где Q - количество теплоты (в Дж), m - масса воды (в г), C - теплоемкость воды (в Дж/(г·°C)), ΔT - изменение температуры (в °C).

B) Чтобы вычислить количество теплоты, вышедшей из воды при превращении ее в лед и охлаждении до указанной температуры, нам нужно знать изменение температуры от Т1 до Тп и теплоту парообразования. Теплота парообразования воды составляет около 334 Дж/г. Тогда количество теплоты, вышедшей из воды при превращении ее в лед и охлаждении, можно определить как сумму двух значений:

Q = m * C * (Т1 - Тп) + m * L,
где Q - количество теплоты (в Дж), m - масса воды (в г), C - теплоемкость воды (в Дж/(г·°C)), Т1 - начальная температура (в °C), Тп - температура плавления (в °C), L - теплота парообразования (в Дж/г).

Пример использования:
А) Пусть изначально у нас есть 100 г воды с температурой 50 °C. Температура плавления воды составляет 0 °C. Найдем количество теплоты, вышедшей из воды при ее охлаждении до температуры плавления.

m = 100 г, C = 4,18 Дж/(г·°C), Т1 = 50 °C, Тп = 0 °C.

Q = 100 * 4.18 * (50 - 0) = 20 900 Дж.

B) Пусть у нас есть 200 г воды с начальной температурой 50 °C. Температура плавления воды составляет 0 °C. Требуется найти количество теплоты, вышедшей из воды при превращении ее в лед и охлаждении до указанной температуры.

m = 200 г, C = 4,18 Дж/(г·°C), Т1 = 50 °C, Тп = 0 °C, L = 334 Дж/г.

Q = 200 * 4,18 * (50 - 0) + 200 * 334 = 83 600 Дж.

Совет: Для лучшего понимания тепловых процессов рекомендуется изучить законы сохранения энергии и основные понятия теплоемкости и теплоты парообразования.

Упражнение: Пусть у нас есть 150 г воды с начальной температурой 25 °C. Температура плавления воды составляет 0 °C. Найдите количество теплоты, вышедшей из воды при охлаждении до температуры плавления.