Сколько теплоты требуется, чтобы полностью расплавить кусок льда массой 40 г, который находится при температуре -20°C?

Суть вопроса: Расчет теплоты для полного расплавления льда

Описание: Чтобы расплавить лед полностью, нам необходимо рассчитать количество теплоты, которое требуется для преодоления удельной теплоты плавления льда и изменения его температуры с -20°C до 0°C.

Для начала, рассчитаем количество теплоты, необходимое для преодоления удельной теплоты плавления льда. Формула для расчета теплоты плавления выглядит следующим образом:

Q = m * L,

где Q - количество теплоты, m - масса льда, L - удельная теплота плавления льда.

Подставляя известные значения, получим:

Q = 40 г * 33⋅104 Дж/кг = 132⋅104 Дж.

Затем, рассчитаем количество теплоты, необходимое для изменения температуры льда с -20°C до 0°C. Формула для расчета теплоты изменения температуры выглядит следующим образом:

Q = m * c * ΔT,

где Q - количество теплоты, m - масса льда, c - удельная теплоемкость льда, ΔT - изменение температуры.

Подставляя известные значения, получим:

Q = 40 г * 2100 Дж/(°C кг) * (0°C - (-20°C)) = 40 г * 2100 Дж/(°C кг) * 20°C = 168⋅104 Дж.

Теперь мы можем сложить эти две теплоты, чтобы найти общее количество теплоты, необходимое для полного расплавления льда:

Общая Q = 132⋅104 Дж + 168⋅104 Дж = 300⋅104 Дж.

Совет: Чтобы лучше понять этот расчет, рекомендуется изучить понятия удельной теплоты плавления и удельной теплоемкости льда, а также узнать формулы для расчета теплоты изменения состояния вещества и изменения температуры.

Упражнение: Сколько теплоты требуется, чтобы полностью расплавить кусок льда массой 60 г, который находится при температуре -10°C? Удельная теплота плавления льда составляет 30⋅104 Дж/кг, а удельная теплоемкость льда равна 2200 Дж/(°C кг). Предоставьте ответ в джоулях.