Вопрос задан 26.12.2024 в 10:15. Предмет Физика. Спрашивает Мушков Кирилл.

рассчитайте энергию нужно для получения 5 кг воды температуре 20° изо льда находящегося при температуре -20 градусов

Перейти к ответам

Ответы на вопрос

Отвечает Савиновских Анастасия.

Чтобы рассчитать количество энергии, необходимое для превращения 5 кг льда при -20°C в воду при +20°C, нам нужно учесть несколько этапов. Каждый этап потребует определённое количество тепла. Пошагово это выглядит так:

  1. Нагревание льда от -20°C до 0°C.
  2. Плавление льда при 0°C.
  3. Нагревание образовавшейся воды от 0°C до 20°C.

Давайте расчитаем энергию для каждого этапа отдельно и затем сложим их.

Дано:

  • Масса льда, m=5m = 5 кг.
  • Начальная температура льда, t1=20t_1 = -20^\circC.
  • Конечная температура воды, t2=+20t_2 = +20^\circC.
  • Удельная теплоёмкость льда, cлед=2,1кДж/(кг\cdotp°C)c_{\text{лед}} = 2,1 \, \text{кДж/(кг·°C)}.
  • Удельная теплота плавления льда, λ=334кДж/кг\lambda = 334 \, \text{кДж/кг}.
  • Удельная теплоёмкость воды, cвода=4,18кДж/(кг\cdotp°C)c_{\text{вода}} = 4,18 \, \text{кДж/(кг·°C)}.

Этап 1: Нагрев льда от -20°C до 0°C

Для этого используем формулу для расчёта количества теплоты при нагреве:

Q1=mcледΔtQ_1 = m \cdot c_{\text{лед}} \cdot \Delta t

где Δt=0C(20C)=20C\Delta t = 0^\circ \text{C} - (-20^\circ \text{C}) = 20^\circ \text{C}.

Подставим значения:

Q1=5кг2,1кДж/(кг\cdotp°C)20C=210кДжQ_1 = 5 \, \text{кг} \cdot 2,1 \, \text{кДж/(кг·°C)} \cdot 20^\circ \text{C} = 210 \, \text{кДж}

Этап 2: Плавление льда при 0°C

Для плавления льда используется формула:

Q2=mλQ_2 = m \cdot \lambda

Подставим значения:

Q2=5кг334кДж/кг=1670кДжQ_2 = 5 \, \text{кг} \cdot 334 \, \text{кДж/кг} = 1670 \, \text{кДж}

Этап 3: Нагрев воды от 0°C до 20°C

Здесь также используем формулу для нагрева:

Q3=mcводаΔtQ_3 = m \cdot c_{\text{вода}} \cdot \Delta t

где Δt=20C0C=20C\Delta t = 20^\circ \text{C} - 0^\circ \text{C} = 20^\circ \text{C}.

Подставим значения:

Q3=5кг4,18кДж/(кг\cdotp°C)20C=418кДжQ_3 = 5 \, \text{кг} \cdot 4,18 \, \text{кДж/(кг·°C)} \cdot 20^\circ \text{C} = 418 \, \text{кДж}

Итоговая энергия

Теперь сложим все значения, чтобы получить общее количество тепла:

Qобщая=Q1+Q2+Q3=210+1670+418=2298кДжQ_{\text{общая}} = Q_1 + Q_2 + Q_3 = 210 + 1670 + 418 = 2298 \, \text{кДж}

Ответ

Для того чтобы нагреть 5 кг льда с -20°C и превратить его в воду при +20°C, потребуется 2298 кДж энергии.

Похожие вопросы

Топ вопросов за вчера в категории Физика

Последние заданные вопросы в категории Физика

Задать вопрос