Сколько пара (в граммах) понадобится, чтобы нагреть смесь, состоящую из 2,51 кг льда и 7,53 кг воды при температуре

Тема вопроса: Тепловые процессы вещества

Пояснение: Для решения данной задачи необходимо разложить процесс нагревания смеси на несколько этапов и вычислить количество теплоты, необходимое на каждом этапе.

1. Сначала необходимо вычислить количество теплоты, необходимое для нагревания льда от температуры плавления до 0 °C. Для этого используем формулу: Q1 = масса_льда * удельная_теплота_плавления * (0 °C - (-10 °C)).
Q1 = 2,51 кг * 330 КДж/кг = 831,3 КДж.

2. Затем вычисляем количество теплоты, необходимое для нагревания воды от 0 °C до 100 °C. Для этого используем формулу: Q2 = масса_воды * удельная_теплоемкость * (100 °C - 0 °C).
Q2 = 7,53 кг * 4200 Дж/(кг*К) * 100 K = 3,159 МДж.

3. Последним этапом является парообразование воды при 100 °C. Количество теплоты, необходимое для этого, равно: Q3 = масса_воды * удельная_теплота_парообразования.
Q3 = 7,53 кг * 2,3 МДж/кг = 17,319 МДж.

Итоговая сумма всех этапов: Q = Q1 + Q2 + Q3 = 0,831 МДж + 3,159 МДж + 17,319 МДж = 21,309 МДж.

Таким образом, для нагревания данной смеси понадобится 21,309 МДж теплоты.

Демонстрация: Необходимо вычислить количество теплоты, необходимое для нагревания 1,5 кг льда и 4,2 кг воды при температуре -5 °C до температуры 75 °C, проходя через пар при температуре 120 °C. В данном примере, удельные теплоемкости и теплоты плавления воды и льда остаются такими же.

Совет: Для лучшего понимания задачи, рекомендуется изучить термодинамические процессы, связанные с изменением фазы вещества, а также формулы для вычисления теплоты и удельных теплоемкостей.

Практика: Сколько пара (в граммах) понадобится, чтобы нагреть смесь, состоящую из 1,25 кг льда и 5,75 кг воды при температуре -10 °C, до температуры 80 °C, при этом проходя через пар при температуре 150 °C? Удельная теплоемкость воды равна 4200 Дж/(кг*К), удельная теплота парообразования воды - 2,3 МДж/кг, а удельная теплота плавления льда - 330 КДж/кг.