Какое количество теплоты потребуется, чтобы превратить лёд массой 3 кг, взятый при температуре -20 °C , в пар при температуре 100 градусов Цельсия срочннноооо

Для решения этой задачи нам необходимо выполнить несколько шагов, чтобы вычислить общее количество теплоты, требуемое для преобразования льда массой 3 кг, взятого при -20 °C, в пар при 100 °C. Здесь мы будем использовать различные физические формулы и свойства воды и льда. Шаги следующие:

1. Подогрев льда от -20 °C до 0 °C: Здесь мы используем формулу $Q = mc\Delta T$, где $Q$ - это количество теплоты, $m$ - масса льда, $c$ - удельная теплоемкость льда (около 2.1 кДж/кг·°C), и $\Delta T$ - изменение температуры.

2. Плавление льда: Для превращения льда в воду при 0 °C требуется энергия, известная как теплота плавления льда. Формула: $Q = mL$, где $L$ - удельная теплота плавления льда (333 кДж/кг).

3. Нагревание воды от 0 °C до 100 °C: Снова используем $Q = mc\Delta T$, но на этот раз $c$ - удельная теплоемкость воды (около 4.18 кДж/кг·°C).

4. Превращение воды в пар: Наконец, для превращения воды в пар при 100 °C используем теплоту парообразования. Формула: $Q = mL$, где $L$ - удельная теплота парообразования воды (около 2260 кДж/кг).

Теперь рассчитаем каждый из этих шагов:

1. Подогрев льда: $Q_1 = 3 \text{ кг} \times 2.1 \text{ кДж/кг·°C} \times (0 - (-20)) \text{ °C}$

2. Плавление льда: $Q_2 = 3 \text{ кг} \times 333 \text{ кДж/кг}$

3. Нагревание воды: $Q_3 = 3 \text{ кг} \times 4.18 \text{ кДж/кг·°C} \times (100 - 0) \text{ °C}$

4. Превращение в пар: $Q_4 = 3 \text{ кг} \times 2260 \text{ кДж/кг}$

Теперь сложим все эти значения, чтобы получить общее количество теплоты:

$Q_{\text{общ}} = Q_1 + Q_2 + Q_3 + Q_4$

Выполним эти расчеты.

Общее количество теплоты, необходимое для превращения 3 кг льда при температуре -20 °C в пар при 100 °C, составляет 9159 кДж. Это включает в себя энергию, необходимую для подогрева льда до температуры плавления, энергию, необходимую для плавления льда, энергию для нагревания полученной воды до температуры кипения, и энергию для превращения воды в пар. ​​