Сколько теплоты необходимо, чтобы превратить 50 г льда с температурой -10°С в воду с температурой 45°С?

Суть вопроса: Тепловые потери и нагревание вещества

Пояснение: Для решения данной задачи нам понадобится знание о теплоте соприкосновения веществ и фазовых переходах.

Первым шагом необходимо вычислить количество теплоты, необходимое для нагревания льда до 0°С. Для этого мы будем использовать уравнение:
Q1 = масса * удельная теплоемкость * изменение температуры

масса льда = 50 г
удельная теплоемкость льда = 2.09 Дж/г°С (это значение можно найти в таблице удельных теплоемкостей)
изменение температуры = 0°С - (-10°С) = 10°С

Подставляем значения в уравнение и решаем:
Q1 = 50 г * 2.09 Дж/г°С * 10°С = 1045 Дж

Теперь, чтобы превратить лед в воду при 0°С, нам потребуется дополнительная количество теплоты, равное энтальпии плавления воды. Для воды это значение составляет 334 Дж/г (также можно найти в таблице).

Q2 = масса * энтальпия плавления = 50 г * 334 Дж/г = 16700 Дж

Наконец, для нагревания воды от 0°С до 45°С мы снова использовываем уравнение, но с удельной теплоемкостью воды (4.18 Дж/г°С).

изменение температуры = 45°С - 0°С = 45°С

Q3 = масса * удельная теплоемкость * изменение температуры
Q3 = 50 г * 4.18 Дж/г°С * 45°С = 9415 Дж

Теперь сложим все полученные значения, чтобы получить общее количество теплоты:
Общая теплота = Q1 + Q2 + Q3 = 1045 Дж + 16700 Дж + 9415 Дж = 27160 Дж

Таким образом, чтобы превратить 50 г льда с температурой -10°С в воду с температурой 45°С, необходимо 27160 Дж теплоты.

Совет: При решении задач на теплоту важно знать удельные теплоемкости различных веществ и энтальпии фазовых переходов. Запоминание значений не является обязательным, но знание того, где их можно найти (например, в таблицах удельных теплоемкостей и энтальпий) будет полезно.

Ещё задача: Сколько теплоты необходимо, чтобы нагреть 100 г воды с температурой 20°С до 100°С? (Удельная теплоемкость воды - 4.18 Дж/г°С)