При заданном тепловом входе в систему калориметра, который имеет теплоемкость 38,5 Дж/°С, иначе говоря при подводе

Содержание вопроса: Расплавление льда

Пояснение: Чтобы решить эту задачу, нам необходимо использовать закон сохранения энергии и учитывать изменение теплоемкости системы при переходе от твёрдого состояния льда к жидкому состоянию.

Рассчитаем количество теплоты, необходимое для нагрева льда до его температуры плавления. Масса льда равна 4 кг, его начальная температура составляет ‒10 °C, а теплоемкость составляет 38,5 Дж/°С. Формула для рассчёта количества теплоты Q = mcΔt, где Q – количество теплоты, m – масса объекта, c – его удельная теплоемкость, Δt – изменение температуры.

Q1 = m * c * Δt = 4 кг * 38,5 Дж/°С * (0 - (-10) °C) = 1540 Дж

Теперь рассчитаем количество теплоты, необходимое для полного расплавления льда. Для этого используем формулу Q = mL, где Q – количество теплоты, m – масса объекта и L – его удельная теплота плавления.

Количество теплоты, необходимое для полного расплавления льда, равно:

Q2 = m * L = 4 кг * 333,5 кДж/кг = 1334 кДж

Общее количество теплоты, необходимое для нагрева и расплавления льда, будет равно:

Q = Q1 + Q2 = 1540 Дж + 1334 кДж = 134 до + 133,4 кДж = 134,1334 кДж

Чтобы найти долю льда, которая расплавится, разделим количество теплоты, подведенное к системе ответствующей части льда, на общее количество теплоты, необходимое для его расплавления:

Доля возможного расплавившегося льда = Q1 / Q = 1540 Дж / 134,1334 кДж * 100% = 1,15%

Таким образом, при заданном тепловом входе в систему калориметра, доля льда, которая расплавится, составит приблизительно 1,15%.

Совет: Чтобы лучше понять эту тему, полезно изучить удельную теплоемкость и удельную теплоту плавления различных веществ, а также закон сохранения энергии. Ознакомьтесь с формулами и единицами измерения, которые используются в этих формулах. Также, если у вас возникают проблемы с изменением знака температуры в формуле, не забудьте, что ‒10 °C равно 263,15 К. Практикуйтесь в решении подобных задач, чтобы улучшить навыки расчётов и понимания данной темы.

Задача на проверку: При массе льда 2,5 кг и начальной температуре ‒5 °C, какое количество теплоты будет необходимо для полного расплавления данного льда? Определите также количество теплоты, которое понадобится для нагрева льда с ‒5 °C до его температуры плавления.