Какое кол-во теплоты необходимо затратить, что бы 200 г льда, взятого при температуре -2 градуса°С,...

Чтобы рассчитать количество теплоты, необходимое для превращения 200 г льда при температуре -2°C в воду при температуре 10°C, необходимо учитывать несколько этапов процесса. Каждый этап требует определённого количества теплоты. Эти этапы включают:

1. Нагревание льда от -2°C до 0°C.
2. Плавление льда при 0°C.
3. Нагревание полученной воды от 0°C до 10°C.

Для каждого из этих этапов используются разные формулы и значения удельной теплоёмкости и теплоты плавления.

Этап 1: Нагревание льда от -2°C до 0°C

Для нагревания льда используется формула: [ Q1 = m c{\text{лед}} \Delta T ]

где:

• ( m ) — масса льда (200 г = 0.2 кг),
• ( c_{\text{лед}} ) — удельная теплоёмкость льда (( 2.1 \, \text{кДж/(кг·°C)} )),
• ( \Delta T ) — изменение температуры (0°C - (-2°C) = 2°C).

Рассчитаем ( Q_1 ): [ Q_1 = 0.2 \, \text{кг} \times 2.1 \, \text{кДж/(кг·°C)} \times 2 \, \text{°C} = 0.84 \, \text{кДж} ]

Этап 2: Плавление льда при 0°C

Для плавления льда используется формула: [ Q_2 = m \lambda ]

где:

• ( m ) — масса льда (200 г = 0.2 кг),
• ( \lambda ) — удельная теплота плавления льда (( 334 \, \text{кДж/кг} )).

Рассчитаем ( Q_2 ): [ Q_2 = 0.2 \, \text{кг} \times 334 \, \text{кДж/кг} = 66.8 \, \text{кДж} ]

Этап 3: Нагревание воды от 0°C до 10°C

Для нагревания воды используется формула: [ Q3 = m c{\text{вода}} \Delta T ]

где:

• ( m ) — масса воды (200 г = 0.2 кг),
• ( c_{\text{вода}} ) — удельная теплоёмкость воды (( 4.18 \, \text{кДж/(кг·°C)} )),
• ( \Delta T ) — изменение температуры (10°C - 0°C = 10°C).

Рассчитаем ( Q_3 ): [ Q_3 = 0.2 \, \text{кг} \times 4.18 \, \text{кДж/(кг·°C)} \times 10 \, \text{°C} = 8.36 \, \text{кДж} ]

Итог

Суммарное количество теплоты ( Q{\text{total}} ) необходимо затратить для всех этапов: [ Q{\text{total}} = Q_1 + Q_2 + Q3 ] [ Q{\text{total}} = 0.84 \, \text{кДж} + 66.8 \, \text{кДж} + 8.36 \, \text{кДж} ] [ Q_{\text{total}} = 76 \, \text{кДж} ]

Таким образом, для того чтобы превратить 200 г льда при температуре -2°C в воду при температуре 10°C, необходимо затратить 76 кДж теплоты.

Для превращения льда в воду при постоянной температуре необходимо затратить теплоту на плавление и нагревание самой воды.

1. Сначала необходимо рассчитать теплоту на плавление льда. Теплота плавления для льда составляет 334 дж/г. Таким образом, необходимо затратить 200 г * 334 Дж/г = 66800 Дж на плавление льда.

2. Затем необходимо рассчитать теплоту на нагревание воды с 0°C до 10°C. Удельная теплоемкость воды составляет 4,18 Дж/(г°C). Таким образом, для нагревания 200 г воды на 10°C необходимо 200 г 10 °C 4,18 Дж/(г°C) = 8360 Дж.

Итак, общее количество теплоты, необходимое для превращения 200 г льда при -2°C в воду при 10°C, составляет 66800 Дж + 8360 Дж = 75160 Дж.

Для превращения 200 г льда при температуре -2°C в воду при температуре 10°C необходимо затратить 8800 Дж теплоты.