Скільки теплоти потрібно розтопити лід і отримати 40 літрів води при температурі 50°С, при умові, що температура

Содержание вопроса: Розтаєння льоду і нагрівання води

Пояснення: Для розрахунку кількості теплоти, потрібної для розтаювання льоду і нагрівання води, ми використовуємо формулу:

Q = m * c * ΔT

де Q - теплота (в джоулях), m - маса речовини (в кілограмах), c - питома теплоємність речовини (в джоулях на градус Цельсія на кілограм), ΔT - зміна температури (в градусах Цельсія).

Спочатку розрахуємо теплоту, необхідну для розтаювання льоду. Ми знаємо, що температура льоду рівна 0°С, тому ΔT = 0 - (-30) = 30°С.

Теплоту, необхідну для розтаювання льоду, можна розрахувати за допомогою формули:

Q1 = m1 * c1 * ΔT1

де Q1 - теплота, необхідна для розтаювання льоду, m1 - маса льоду, c1 - питома теплоємність льоду, ΔT1 - зміна температури льоду.

Далі розрахуємо теплоту, необхідну для нагрівання води. Ми знаємо, що температура води перед нагріванням становить 0°С, тому ΔT = 50 - 0 = 50°С.

Теплоту, необхідну для нагрівання води, можна розрахувати за допомогою формули:

Q2 = m2 * c2 * ΔT2

де Q2 - теплота, необхідна для нагрівання води, m2 - маса води, c2 - питома теплоємність води, ΔT2 - зміна температури води.

Отже, загальна кількість теплоти, необхідної для розтоплення льоду і нагрівання води, буде Q = Q1 + Q2.

Приклад використання: Нехай маса льоду дорівнює 1 кг, а маса води - 40 кг. Питома теплоємність льоду дорівнює 2 090 Дж/кг·°С, а питома теплоємність води - 4 186 Дж/кг·°С. Тоді ми можемо розрахувати загальну кількість теплоти, необхідну для розтоплення льоду і нагрівання води.

Porada: При вирішенні подібних задач з теплотою важливо ретельно перевіряти одиниці вимірювання. Переконайтеся, що всі значення маси, теплоємності та зміни температури відповідають однаковим одиницям вимірювання. Проте, якщо одиниці вимірювання відрізняються, виконайте необхідні перетворення для забезпечення однорідності.

Вправа: Якщо питома теплоємність льоду становить 2 200 Дж/кг·°С, а питома теплоємність води - 4 184 Дж/кг·°С, обрахуйте загальну кількість теплоти, необхідну для розтаювання 2,5 кг льоду і нагрівання 30 літрів води з температурою 10°С до 60°С.