Какое количество природного газа нужно использовать для того, чтобы превратить 2 кг льда, взятого при температуре

Содержание вопроса: Тепловые процессы

Пояснение: Для решения данной задачи нам необходимо использовать формулу для расчета количества теплоты, потребной для нагрева или плавления вещества.

Сначала найдем количество теплоты, необходимое для нагрева льда до температуры плавления. Масса льда равна 2 кг, а для нагрева на 1 градус Цельсия требуется 2,09 кДж/кг. Таким образом, общее количество теплоты для нагрева льда от -10 градусов до 0 градусов равно:

Q1 = масса * удельная теплоемкость * изменение температуры
= 2 кг * 2,09 кДж/кг * 10 градусов
= 41,8 кДж

Затем найдем количество теплоты, необходимое для плавления льда при 0 градусах Цельсия. Для этого используем формулу:

Q2 = масса * удельная теплота плавления
= 2 кг * 333,5 кДж/кг
= 667 кДж

И, наконец, найдем количество теплоты, необходимое для нагрева полученной воды от 0 градусов до 100 градусов. Масса воды равна 2 кг, а для нагрева на 1 градус Цельсия требуется 4,18 кДж/кг. Таким образом, общее количество теплоты для нагрева воды от 0 градусов до 100 градусов равно:

Q3 = масса * удельная теплоемкость * изменение температуры
= 2 кг * 4,18 кДж/кг * 100 градусов
= 836 кДж

Итак, общее количество теплоты, необходимое для превращения 2 кг льда, взятого при температуре -10 градусов Цельсия, в воду при температуре 100 градусов Цельсия, составляет:

Q = Q1 + Q2 + Q3
= 41,8 кДж + 667 кДж + 836 кДж
= 1544,8 кДж

Демонстрация:
Задача: Какое количество природного газа нужно использовать для того, чтобы превратить 2 кг льда, взятого при температуре -10 градусов Цельсия, в воду при температуре 100 градусов Цельсия, если КПД нагревательной установки составляет 25%?

Общее количество теплоты, необходимое для превращения льда в воду, равно 1544,8 кДж. Учитывая КПД нагревательной установки, мы можем найти количество теплоты, которое необходимо получить от природного газа.

Количество теплоты от природного газа = общее количество теплоты / КПД

Количество теплоты от природного газа = 1544,8 кДж / 0,25

Количество теплоты от природного газа = 6179,2 кДж

Таким образом, необходимое количество природного газа для превращения 2 кг льда в воду при заданных условиях составляет 6179,2 кДж.

Совет: Для более легкого понимания тепловых процессов рекомендуется изучить основные понятия, такие как удельная теплоемкость и удельная теплота плавления, а также формулы для расчета количества теплоты.

Задача для проверки:
Какое количество теплоты необходимо для плавления 5 кг свинца при температуре плавления 327 градусов Цельсия, если удельная теплота плавления свинца составляет 24,5 кДж/кг? Ответ представьте в кДж.