Каково количество теплоты, необходимое для изменения агрегатного состояния замерзшего 6 кг льда с температурой −11

Тема урока: Количество теплоты для изменения агрегатного состояния льда

Инструкция: Чтобы определить количество теплоты, необходимое для изменения агрегатного состояния замерзшего льда, нам нужно учесть два процесса: нагревание льда до температуры плавления и плавление льда при постоянной температуре плавления.

1. Нагревание льда до температуры плавления: Для этого мы можем использовать формулу Q = m * c * ΔT, где Q - количество теплоты, m - масса льда, c - удельная теплоёмкость льда, ΔT - изменение температуры. В данном случае масса льда равна 6 кг, удельная теплоёмкость льда равна 2100 Дж/кг⋅°С, а изменение температуры равно разнице между температурой плавления и начальной температурой льда: ΔT = 0 °С - (-11 °С) = 11 °С.

Q1 = 6 кг * 2100 Дж/кг⋅°С * 11 °С = 138 600 Дж

2. Плавление льда: Здесь мы используем формулу Q = m * L, где Q - количество теплоты, m - масса льда, L - удельная теплота плавления льда. В данном случае масса льда равна 6 кг, а удельная теплота плавления льда равна 3,4·10^5 Дж/кг.

Q2 = 6 кг * 3,4·10^5 Дж/кг = 2 040 000 Дж

Теперь мы суммируем оба значения, чтобы получить общее количество теплоты:

Общее количество теплоты (Q) = Q1 + Q2 = 138 600 Дж + 2 040 000 Дж = 2 178 600 Дж

Пример: Каково количество теплоты, необходимое для изменения агрегатного состояния замерзшего 6 кг льда с температурой −11 °С в жидкую воду при температуре 51 °С?

Совет: Помимо формул, важно хорошо понимать физические процессы, которые происходят при изменении агрегатного состояния вещества. Обратите внимание на то, что для нагревания льда мы используем удельную теплоемкость, а для плавления льда - удельную теплоту плавления. Осознание этих концепций поможет лучше разобраться в задачах данного типа.

Проверочное упражнение: Какое количество теплоты необходимо для изменения агрегатного состояния 10 кг льда с температурой −20 °С в жидкую воду при температуре 80 °С? (Удельная теплоемкость льда - 2100 Дж/кг⋅°С, удельная теплота плавления льда - 3,4·10^5 Дж/кг, удельная теплоемкость воды - 4200 Дж/кг⋅°С)