Скільки енергії виділяється під час охолодження 2 кг води в мідній посудині до температури кристалізації, а також

Тема: Теплота перетворення

Инструкция: Теплота перетворення - це енергія, яку необхідно надати або взяти у речовини, щоб вона зазнала зміни фази. Для речовин з трьома фазами (твердий, рідкий та газовий), існує три види теплоти перетворення: теплота плавлення, теплота кипіння та теплота кристалізації.

Теплота плавлення - це енергія, яка необхідна для перетворення певної кількості твердої речовини в рідку при постійній температурі. Теплота кипіння - це енергія, яка необхідна для перетворення певної кількості рідкої речовини в газ при постійній температурі. Теплота кристалізації - це енергія, яка виділяється під час перетворення певної кількості рідкої речовини в тверду при постійній температурі.

Щоб вирахувати кількість теплоти, яка виділяється під час охолодження 2 кг води в мідній посудині до температури кристалізації, спочатку знайдемо кількість теплоти, необхідну для зниження температури води до нуля градусів Цельсія. Для цього використаємо сполучення:

Q = m * c * ΔT,

де Q - потрібна кількість теплоти, m - маса речовини, c - теплоємність речовини, ΔT - зміна температури. Теплоємність води становить 4,18 Дж/(гр*°C). За умовою задачі, ΔT = 0 - (-20) = 20 градусів Цельсія, а маса води m = 2 кг.

Отже, Q = 2 * 4,18 * 20 = 167,2 Дж.

Тепер розрахуємо кількість теплоти, необхідну для перетворення 1 кг води в лід. Для цього використаємо сполучення:

Q = m * L,

де Q - потрібна кількість теплоти, m - маса речовини, L - теплота перетворення. Теплота перетворення води в лід становить 334 Дж/гр.

Отже, Q = 1 * 334 = 334 Дж.

Отже, під час охолодження 2 кг води до температури кристалізації, виділяється 167,2 Дж енергії. При перетворенні 1 кг води в лід виділяється 334 Дж енергії.


Совет: Щоб краще зрозуміти теплоту перетворення, проаналізуйте прикладу у цій задачі і спробуйте знайти теплоту перетворення для інших речовин, використовуючи відповідні значення. Також буде корисно розглянути фазові діаграми речовин, де показано, як фази залежать від температури та тиску.

Вправа: Скількі енергії потрібно надати 500 грамам льоду, щоб перетворити його в рідину? Висновок: енергію, необхідну для розплавлення, можна обчислити, використовуючи масу та теплоту перетворення речовини.