Вопрос задан 12.03.2025 в 22:52. Предмет Физика. Спрашивает Соколова Лера.

Какое количество льда взятого при температуре -12градусов можно расплавить полученную воду нагреть до 100градусов и обратить в пар,затратив на это количество теплоты выделяемое при сгорании 0,1кг природного газа пожалуйста очень срочно

Перейти к ответам

Ответы на вопрос

Отвечает Борисова Вика.

Для ответа на этот вопрос необходимо учесть несколько этапов нагревания и фазовых переходов льда, а также количество теплоты, выделяемое при сгорании природного газа. Давайте разберем расчет пошагово.


Дано:

  1. Масса природного газа: mгаза=0,1 кгm_{\text{газа}} = 0,1 \, \text{кг}.
  2. Удельная теплота сгорания природного газа: qгаза=50 МДж/кг=50⋅106 Дж/кгq_{\text{газа}} = 50 \, \text{МДж/кг} = 50 \cdot 10^6 \, \text{Дж/кг}.
  3. Начальная температура льда: tнач=−12∘Ct_{\text{нач}} = -12^\circ \text{C}.
  4. Удельная теплоемкость льда: cльда=2100 Дж/(кг\cdotp°C)c_{\text{льда}} = 2100 \, \text{Дж/(кг·°C)}.
  5. Удельная теплота плавления льда: λ=334 кДж/кг=334⋅103 Дж/кг\lambda = 334 \, \text{кДж/кг} = 334 \cdot 10^3 \, \text{Дж/кг}.
  6. Удельная теплоемкость воды: cводы=4200 Дж/(кг\cdotp°C)c_{\text{воды}} = 4200 \, \text{Дж/(кг·°C)}.
  7. Удельная теплота парообразования воды: r=2,26 МДж/кг=2,26⋅106 Дж/кгr = 2,26 \, \text{МДж/кг} = 2,26 \cdot 10^6 \, \text{Дж/кг}.

Найти:

Массу льда mльдаm_{\text{льда}}, которую можно нагреть и превратить в пар.


Этапы:

  1. Нагрев льда от −12∘C-12^\circ \text{C} до 0∘C0^\circ \text{C}: Количество теплоты:

    Q1=mльда⋅cльда⋅(0−(−12))=mльда⋅cльда⋅12Q_1 = m_{\text{льда}} \cdot c_{\text{льда}} \cdot (0 - (-12)) = m_{\text{льда}} \cdot c_{\text{льда}} \cdot 12
  2. Плавление льда: Количество теплоты:

    Q2=mльда⋅λQ_2 = m_{\text{льда}} \cdot \lambda
  3. Нагрев воды от 0∘C0^\circ \text{C} до 100∘C100^\circ \text{C}: Количество теплоты:

    Q3=mльда⋅cводы⋅100Q_3 = m_{\text{льда}} \cdot c_{\text{воды}} \cdot 100
  4. Парообразование воды при 100∘C100^\circ \text{C}: Количество теплоты:

    Q4=mльда⋅rQ_4 = m_{\text{льда}} \cdot r

Общее количество теплоты:

Qобщее=Q1+Q2+Q3+Q4Q_{\text{общее}} = Q_1 + Q_2 + Q_3 + Q_4

Выделяемая теплота от сгорания газа:

Qгаза=mгаза⋅qгазаQ_{\text{газа}} = m_{\text{газа}} \cdot q_{\text{газа}}

Подставим значения:

Qгаза=0,1⋅50⋅106=5⋅106 Дж.Q_{\text{газа}} = 0,1 \cdot 50 \cdot 10^6 = 5 \cdot 10^6 \, \text{Дж}.

Уравнение баланса теплоты:

Qгаза=QобщееQ_{\text{газа}} = Q_{\text{общее}}

Подставим выражение для QобщееQ_{\text{общее}}:

5⋅106=mльда⋅(cльда⋅12+λ+cводы⋅100+r)5 \cdot 10^6 = m_{\text{льда}} \cdot \left( c_{\text{льда}} \cdot 12 + \lambda + c_{\text{воды}} \cdot 100 + r \right)

Рассчитаем скобку:

cльда⋅12=2100⋅12=25200 Дж/кг,c_{\text{льда}} \cdot 12 = 2100 \cdot 12 = 25200 \, \text{Дж/кг}, cводы⋅100=4200⋅100=420000 Дж/кг,c_{\text{воды}} \cdot 100 = 4200 \cdot 100 = 420000 \, \text{Дж/кг}, λ=334⋅103=334000 Дж/кг,\lambda = 334 \cdot 10^3 = 334000 \, \text{Дж/кг}, r=2,26⋅106=2260000 Дж/кг.r = 2,26 \cdot 10^6 = 2260000 \, \text{Дж/кг}.

Похожие вопросы

Топ вопросов за вчера в категории Физика

Последние заданные вопросы в категории Физика

Задать вопрос