Какое количество теплоты требуется для превращения 4 кг льда при -22 °C в воду при 45 °C? Температура плавления льда

Содержание: Тепловой расчет

Объяснение: Чтобы решить эту задачу, мы должны использовать формулу для расчета теплового объема. Сначала мы должны найти теплоту, необходимую для нагревания льда от -22 °C до 0 °C, затем теплоту плавления льда при 0 °C, и, наконец, теплоту, необходимую для нагревания воды от 0 °C до 45 °C.

Шаг 1: Расчет теплоты для нагревания льда от -22 °C до 0 °C:
Q1 = масса × удельная теплоемкость × изменение температуры
Q1 = 4 кг × 2100 Дж/(кг·°C) × (0 °C - (-22 °C))
Q1 = 4 кг × 2100 Дж/(кг·°C) × 22 °C
Q1 = 184800 Дж

Теплота, необходимая для нагревания льда от -22 °C до 0 °C, составляет 184800 Дж.

Шаг 2: Расчет теплоты плавления льда при 0 °C:
Q2 = масса × удельная теплота плавления
Q2 = 4 кг × 3,4 × 10^5 Дж/кг
Q2 = 1360000 Дж

Теплота плавления льда при 0 °C составляет 1360000 Дж.

Шаг 3: Расчет теплоты для нагревания воды от 0 °C до 45 °C:
Q3 = масса × удельная теплоемкость × изменение температуры
Q3 = 4 кг × 4200 Дж/(кг·°C) × (45 °C - 0 °C)
Q3 = 4 кг × 4200 Дж/(кг·°C) × 45 °C
Q3 = 756000 Дж

Теплота, необходимая для нагревания воды от 0 °C до 45 °C, составляет 756000 Дж.

Итоговая теплота:
Q = Q1 + Q2 + Q3
Q = 184800 Дж + 1360000 Дж + 756000 Дж
Q = 2302400 Дж

Значит, для превращения 4 кг льда при -22 °C в воду при 45 °C требуется 2302400 Дж теплоты.

Совет: Для лучшего понимания материала, рекомендуется повторить основные понятия о теплоемкости и тепловых расчетах. Также имеется возможность поучаствовать в различных практических экспериментах, чтобы увидеть на практике действие теплоты на разные вещества.

Дополнительное задание: Сколько теплоты потребуется, чтобы нагреть 2 кг воды с 20 °C до 50 °C? Дано: удельная теплоемкость воды - 4200 Дж/(кг·°C). Ответ округлите до десятых.