Удельная теплота плавления льда
Физика

Какую удельную теплоту плавления льда можно определить по экспериментальным данным, зная, что мощность плитки

Какую удельную теплоту плавления льда можно определить по экспериментальным данным, зная, что мощность плитки постоянна, а всё количество теплоты, идущее с плитки, уходит на плавление льда (или нагревание воды), если Алёша проводил опыты, нагревая лёд массой 0,3 кг с 0 °C до его таяния за 700 секунд и нагревая такую же массу воды на 30 °C за 280 секунд, а удельная теплоёмкость воды равна 4200 Дж/(кг°C)?
Верные ответы (1):
  • Murchik
    Murchik
    18
    Показать ответ
    Удельная теплота плавления льда - это количество теплоты, необходимое для перехода единицы массы льда в этом веществе из твердого состояния в жидкое состояние при постоянной температуре - 0°C.

    Для определения удельной теплоты плавления льда, можно использовать формулу:

    Q = m * L

    где Q - количество теплоты, необходимое для плавления льда, m - масса льда, L - удельная теплота плавления льда.

    Данные, предоставленные в задаче, позволяют нам рассчитать количество теплоты, идущее на плавление льда:

    Q1 = m1 * c1 * ΔT1

    где m1 - масса льда (0.3 кг), c1 - удельная теплоёмкость льда (зависит от вещества, для льда ~ 2100 Дж/(кг°C)), ΔT1 - изменение температуры льда до его таяния (0 °C - (-0 °C) = 0 °C).

    Используя данные из задачи, мы можем рассчитать количество теплоты, идущее на нагревание воды:

    Q2 = m2 * c2 * ΔT2

    где m2 - масса воды (0.3 кг), c2 - удельная теплоёмкость воды (4200 Дж/(кг°C)), ΔT2 - изменение температуры воды (30 °C - 0 °C = 30 °C).

    Теперь мы знаем, что всё количество теплоты, идущее с плитки, уходит на плавление льда или нагревание воды:

    Q = Q1 = Q2

    Используя предоставленные данные и указанные формулы, можно решить систему уравнений и определить удельную теплоту плавления льда.

    Дополнительный материал:
    Заданы следующие значения:
    m1 = 0.3 кг
    c1 = 2100 Дж/(кг°C)
    ΔT1 = 0 °C
    m2 = 0.3 кг
    c2 = 4200 Дж/(кг°C)
    ΔT2 = 30 °C

    Расчет удельной теплоты плавления льда:
    Q1 = m1 * c1 * ΔT1 = 0.3 * 2100 * 0 = 0 Дж
    Q2 = m2 * c2 * ΔT2 = 0.3 * 4200 * 30 = 37800 Дж

    Так как Q1 = Q2, то
    m * L = Q2
    L = Q2 / m = 37800 / 0.3 = 126000 Дж/кг

    Таким образом, удельная теплота плавления льда составляет 126000 Дж/кг.

    Совет:
    Для более глубокого понимания этой темы, рекомендуется изучить удельную теплоту плавления льда более подробно, включая состав, структуру льда и фазовые переходы.

    Задача на проверку:
    Как изменится удельная теплота плавления льда, если масса льда увеличится в два раза? Все остальные значения останутся неизменными.
Написать свой ответ: