Определение удельной теплоты плавления льда
Valera conducted experiments with ice and water, heating them on an electric stove in a closed aluminum container
Valera conducted experiments with ice and water, heating them on an electric stove in a closed aluminum container. It turned out that it takes 250 seconds to melt 0.2 kg of ice at 0 °C, and it takes 60 seconds to heat the same mass of water by 20 °C. Valera assumed that the power of the stove is constant and that all the heat supplied by the stove goes towards melting the ice (or heating the water). Knowing that the specific heat capacity of water is 4200 J/(kg·°C), Valera needs to determine the specific latent heat of fusion of ice based on the experimental data obtained. Answer: J/kg.
10.12.2023 17:28
Написать свой ответ:
Разъяснение: Для определения удельной теплоты плавления льда по экспериментальным данным, нужно использовать уравнение теплового баланса. По этому уравнению, количество теплоты, которое за время t необходимо подать для плавления m массы льда, определяется следующим образом:
Q1 = m * L,
где Q1 - количество теплоты, m - масса льда, а L - удельная теплота плавления льда.
Также, для нагревания воды на Δt (разница в температуре) температурных единицах, нужно применить другое уравнение:
Q2 = m * c * Δt,
где Q2 - количество теплоты, m - масса воды, c - удельная теплоемкость воды, а Δt - изменение температуры.
Известно, что время, затраченное на плавление льда составляет 250 секунд, а на нагревание воды с тем же количеством массы и разницей в температуре в 20°С - 60 секунд.
Исходя из этого и уравнения теплового баланса, можно составить систему уравнений:
0.2 * L = 250,
0.2 * c * 20 = 60.
Из первого уравнения находим значение L:
L = 250 / 0.2 = 1250 Дж/кг.
Таким образом, удельная теплота плавления льда равна 1250 Дж/кг.
Пример использования: Если масса льда составляет 0.4 кг, то количество теплоты, необходимое для его плавления, можно рассчитать по формуле:
Q1 = m * L = 0.4 * 1250 = 500 Дж.
Совет: Для лучшего понимания концепции удельной теплоты плавления льда, рекомендуется проводить дополнительные практические опыты, изменяя массу льда и наблюдая, как это влияет на количество необходимой теплоты.
Упражнение: Если масса льда составляет 0.3 кг, а время на его плавление равно 180 секундам, посчитайте значение удельной теплоты плавления льда в этом случае.