Для получения льда в ходильных машинах испаряют жидкий аммиак. Определите массу аммиака, который надо испарить что бы из воды массой m1=10 кг при температуре t1=20 градусов C Получите лед при температуре t2 =0 градусов C. Удельная теплота парообразования аммиака L=1.37 МДж деленная на кг. Удельная теплота плавления льда дельта=3.33*10 в мятой степение ДЖ деленный на кг Даю 50 баллов!

Для решения этой задачи определим, сколько тепла нужно отобрать у воды массой $m_1 = 10$ кг, чтобы превратить её из состояния воды при $t_1 = 20$°C в лёд при $t_2 = 0$°C. Затем найдём, сколько аммиака потребуется испарить, чтобы поглотить это количество тепла.

Шаг 1: Определение количества теплоты для охлаждения воды до 0°C

Для начала охлаждаем воду массой $m_1 = 10$ кг от 20°C до 0°C. Количество теплоты, которое необходимо отобрать, можно найти по формуле:

где:

• $c$ — удельная теплоёмкость воды ($c = 4.18$ кДж/кг·°C),
• $\Delta t$ — изменение температуры, $\Delta t = 20 - 0 = 20$°C.

Подставим значения:

Шаг 2: Определение количества теплоты для замораживания воды

После того как вода остынет до 0°C, её нужно заморозить. Для этого потребуется отобрать ещё количество теплоты, равное:

где:

• $\lambda$ — удельная теплота плавления льда ($\lambda = 3.33 \cdot 10^5$ Дж/кг).

Подставим значения:

Шаг 3: Определение общего количества теплоты

Общее количество теплоты, которое нужно отобрать у воды, чтобы превратить её в лёд при 0°C, будет суммой:

Шаг 4: Определение массы аммиака

Теперь найдём, сколько аммиака нужно испарить, чтобы поглотить это количество теплоты. Количество теплоты, которое может поглотить испаряющийся аммиак, определяется формулой:

где:

• $L$ — удельная теплота парообразования аммиака ($L = 1.37 \cdot 10^6$ Дж/кг = 1370 кДж/кг),
• $m_2$ — масса испаряемого аммиака (кг).

Выразим массу аммиака:

Выполним вычисление:

Ответ

Для того чтобы превратить 10 кг воды при температуре 20°C в лёд при 0°C, нужно испарить приблизительно 3.04 кг аммиака.