Помогите, пожалуйста) Какое колличество теплоты нужно сообщить 2 кг льда, взятого при -10°С, чтобы расплавить,...

Чтобы решить эту задачу, необходимо рассчитать количество теплоты, которое потребуется для нескольких этапов, включая нагрев льда до 0°C, его плавление, нагрев полученной воды до 100°C и, наконец, испарение воды. Давайте разберем каждый этап:

1. Нагрев льда от -10°C до 0°C:

   • Для этого мы используем формулу для расчета количества теплоты: ( Q = mc\Delta T ), где ( m ) — масса, ( c ) — удельная теплоёмкость вещества, (\Delta T) — изменение температуры.
   • Для льда удельная теплоёмкость ( c ) составляет примерно ( 2.1 \, \text{кДж/(кг} \cdot \text{°C)} ).
   • Изменение температуры (\Delta T) = 0°C - (-10°C) = 10°C.
   • Таким образом, теплота для нагрева льда: [ Q_1 = 2 \, \text{кг} \times 2.1 \, \text{кДж/(кг} \cdot \text{°C)} \times 10°C = 42 \, \text{кДж} ]

2. Плавление льда при 0°C:

   • Для этого используется удельная теплота плавления льда, которая равна примерно ( 334 \, \text{кДж/кг} ).
   • Необходимое количество теплоты: [ Q_2 = 2 \, \text{кг} \times 334 \, \text{кДж/кг} = 668 \, \text{кДж} ]

3. Нагрев полученной воды от 0°C до 100°C:

   • Удельная теплоёмкость воды ( c ) составляет примерно ( 4.18 \, \text{кДж/(кг} \cdot \text{°C)} ).
   • Изменение температуры (\Delta T) = 100°C - 0°C = 100°C.
   • Теплота для нагрева воды: [ Q_3 = 2 \, \text{кг} \times 4.18 \, \text{кДж/(кг} \cdot \text{°C)} \times 100°C = 836 \, \text{кДж} ]

4. Испарение воды при 100°C:

   • Удельная теплота парообразования воды составляет примерно ( 2260 \, \text{кДж/кг} ).
   • Необходимое количество теплоты: [ Q_4 = 2 \, \text{кг} \times 2260 \, \text{кДж/кг} = 4520 \, \text{кДж} ]

5. Общее количество теплоты:

   • Суммируем все этапы: [ Q_{\text{total}} = Q_1 + Q_2 + Q_3 + Q_4 = 42 \, \text{кДж} + 668 \, \text{кДж} + 836 \, \text{кДж} + 4520 \, \text{кДж} = 6066 \, \text{кДж} ]

Таким образом, для того чтобы нагреть 2 кг льда от -10°C до его превращения в пар при 100°C, потребуется 6066 кДж теплоты.

Для расплавления льда потребуется 333,5 кДж/кг, для нагревания воды до 100°C - 4186 кДж/кг, для испарения воды - 2260 кДж/кг. Общее количество теплоты будет 333,52 + 41862 + 2260*2 = 14340 кДж.

Для решения данной задачи нам необходимо учесть несколько этапов изменения агрегатного состояния вещества и фазовые переходы.

1. Сначала нам нужно расплавить лед. Для этого используем формулу: Q1 = m * Lf, где Q1 - количество теплоты, необходимое для плавления льда, m - масса льда (2 кг), Lf - удельная теплота плавления льда (334 кДж/кг).

Q1 = 2 кг * 334 кДж/кг = 668 кДж.

1. Затем необходимо нагреть полученную воду до 100°С. Для этого используем формулу: Q2 = m c ΔT, где Q2 - количество теплоты, необходимое для нагревания воды, c - удельная теплоемкость воды (4,18 кДж/кг*С), ΔT - изменение температуры (100°С - 0°С = 100°С).

Q2 = 2 кг 4,18 кДж/кгС * 100°С = 836 кДж.

1. Наконец, необходимо испарить воду. Для этого используем формулу: Q3 = m * Lv, где Q3 - количество теплоты, необходимое для испарения воды, Lv - удельная теплота испарения воды (2260 кДж/кг).

Q3 = 2 кг * 2260 кДж/кг = 4520 кДж.

Таким образом, общее количество теплоты, которое нужно сообщить 2 кг льда, чтобы расплавить его, нагреть полученную воду до 100°С и испарить её, составляет: Q = Q1 + Q2 + Q3 = 668 кДж + 836 кДж + 4520 кДж = 6024 кДж.