Сколько теплоты требуется для того, чтобы расплавить лед массой 350 г и нагреть полученную воду до точки кипения?

Содержание вопроса: Теплота плавления и нагрев вещества

Инструкция:
Для решения данной задачи нам понадобятся два различных этапа: расплавление льда и нагрев полученной воды.

1. Теплота плавления:
Сначала нужно вычислить количество теплоты, необходимое для расплавления льда. Для этого мы воспользуемся формулой:
Q1 = m * L

Где:
Q1 - количество теплоты плавления (в Дж);
m - масса вещества (в данном случае лед) (в кг);
L - удельная теплота плавления (в Дж/кг).

Значение удельной теплоты плавления для льда составляет около 334 Дж/г.

2. Нагрев воды:
После расплавления льда полученная вода будет находиться при температуре плавления (0°C). Для того чтобы нагреть полученную воду до точки кипения, нам необходимо учесть удельную теплоемкость воды (C) и разность температур (ΔT) между начальной и конечной температурой.
Q2 = m * C * ΔT

Где:
Q2 - количество теплоты нагрева (в Дж);
m - масса вещества (в данном случае вода) (в кг);
C - удельная теплоемкость воды (в Дж/кг·°C);
ΔT - разность температур между начальной и конечной (в этом случае, ΔT = 100°C).

Значение удельной теплоемкости воды составляет около 4,18 Дж/г·°C.

Пример:
Найдем количество теплоты, требуемое для расплавления льда массой 350 г и нагрев полученной воды до точки кипения.

1. Расплавление льда:
Q1 = m * L
Q1 = 0,35 кг * 334 Дж/г
Q1 = 117,1 Дж

2. Нагрев воды:
Q2 = m * C * ΔT
Q2 = 0,35 кг * 4,18 Дж/г·°C * 100°C
Q2 = 146,3 Дж

Общее количество теплоты:
Q = Q1 + Q2
Q = 117,1 Дж + 146,3 Дж
Q ≈ 263,4 Дж

Таким образом, для расплавления льда массой 350 г и нагрева полученной воды до точки кипения будет необходимо около 263,4 Дж теплоты.

Совет:
Для лучшего понимания темы теплоты плавления и нагрева вещества, рекомендуется изучить удельные теплоемкости различных веществ и удельные теплоты плавления.

Упражнение:
Сколько теплоты требуется для расплавления льда массой 500 г и нагрева полученной воды до 90°C?