Какое количество теплоты необходимо, чтобы расплавить 200 грамм льда, температурой -5°C ,а потом полученную...

Для расплавления льда нам необходимо потратить теплоту на изменение агрегатного состояния, затем нагреть полученную воду до нужной температуры.

1. Для расплавления льда: Q1 = m λ = 0.2 кг 332000 Дж/кг = 66400 Дж

2. Для нагрева воды до 0°C: Q2 = m c1 (t2 - t1) = 0.2 кг 2100 Дж/кг°C (0°C - (-5°C)) = 2100 Дж

3. Для нагрева воды от 0°C до 20°C: Q3 = m c2 (t3 - t2) = 0.2 кг 4200 Дж/кг°C (20°C - 0°C) = 16800 Дж

Итого общее количество теплоты, необходимое для расплавления 200 г льда при -5°C и нагрева воды до 20°C, составит: Q = Q1 + Q2 + Q3 = 66400 Дж + 2100 Дж + 16800 Дж = 85300 Дж

Таким образом, нам потребуется 85300 Дж теплоты для выполнения указанных процессов.

Чтобы определить количество теплоты, необходимое для выполнения всех указанных преобразований, необходимо рассмотреть три этапа:

1. Нагрев льда от -5°C до 0°C:

   Для этого используется формула для расчета количества теплоты, необходимого для изменения температуры: [ Q_1 = m \cdot c_1 \cdot \Delta t_1 ] где:

   • ( m = 0.2 ) кг — масса льда,
   • ( c_1 = 2100 ) Дж/кг·К — удельная теплоемкость льда,
   • (\Delta t_1 = 0 - (-5) = 5 ) °C — изменение температуры.

   Подставляем значения: [ Q_1 = 0.2 \cdot 2100 \cdot 5 = 2100 \text{ Дж} ]

2. Плавление льда при 0°C:

   Чтобы расплавить лед, необходимо использовать удельную теплоту плавления: [ Q_2 = m \cdot \lambda ] где:

   • (\lambda = 332000 ) Дж/кг — удельная теплота плавления льда.

   Подставляем значения: [ Q_2 = 0.2 \cdot 332000 = 66400 \text{ Дж} ]

3. Нагрев полученной воды от 0°C до 20°C:

   Используем формулу для нагрева воды: [ Q_3 = m \cdot c_2 \cdot \Delta t_2 ] где:

   • ( c_2 = 4200 ) Дж/кг·К — удельная теплоемкость воды,
   • (\Delta t_2 = 20 - 0 = 20 ) °C — изменение температуры.

   Подставляем значения: [ Q_3 = 0.2 \cdot 4200 \cdot 20 = 16800 \text{ Дж} ]

Теперь можно найти общее количество теплоты, необходимое для выполнения всех процессов: [ Q = Q_1 + Q_2 + Q_3 = 2100 + 66400 + 16800 = 85300 \text{ Дж} ]

Итак, для того чтобы расплавить 200 грамм льда при температуре -5°C и нагреть полученную воду до 20°C, необходимо 85300 Джоулей теплоты.