Сколько льда растопит стальная гиря массой 10 кг, если ее температуру снизить до 0°C? Удельная теплоемкость стали

Тема урока: Физика - Расчет количества льда, необходимого для плавления

Объяснение:
Чтобы рассчитать количество растопленного льда, необходимо применить определение теплоты. Теплота, которую поглощает или выделяет тело при изменении его температуры или состояния агрегации (плавление или замерзание), можно вычислить по формуле:

Q = m * c * ΔT

где:
Q - количество теплоты, поглощаемое или выделяемое
m - масса тела
c - удельная теплоемкость вещества
ΔT - изменение температуры

В данном случае мы ищем количество теплоты, необходимое для плавления льда. Так как температура льда должна быть снижена до 0°C, то ΔТ равняется -0°C, то есть изменение температуры составляет -0°C.

Удельная теплота плавления льда, которая необходима для плавления 1 килограмма льда, составляет около 334 000 Дж/кг.

Теперь, чтобы рассчитать количество растопленного льда, можем использовать формулу:

Q_леда = m_гири * c_стали * ΔТ_стали

где:
Q_леда - количество теплоты, поглощаемое льдом при его плавлении
m_гири - масса стальной гири
c_стали - удельная теплоемкость стали
ΔТ_стали - изменение температуры стали, в данном случае, от начальной температуры до 0°C

Подставив известные значения:

m_гири = 10 кг
c_стали = 460 Дж/кг°C
ΔТ_стали = -0°C

Можно вычислить количество растопленного льда:

Q_леда = 10 * 460 * (-0) = 0 Дж

Таким образом, стальная гиря массой 10 кг не растопит ни одного льдинки, так как не поглощает теплоты.

Совет:
Чтобы лучше понять эту тему, рекомендуется изучить определения удельной теплоемкости, удельной теплоты плавления и принципы расчета количества теплоты, используемой при изменении температуры или агрегатного состояния вещества.

Закрепляющее упражнение:
Какое количество льда растопит стальная гиря массой 5 кг, если удельная теплоемкость стали составляет 400 Дж/кг°C, а температуру гири снижают на 20°C до 0°C? Ответ дайте в джоулях.