Какое количество теплоты потребуется для того, чтобы лёд массой 1,5 кг, находящийся при температуре...

Для решения данной задачи необходимо учитывать изменение внутренней энергии системы, которая зависит от массы вещества, температуры и удельной теплоемкости.

Для начала определим сколько теплоты потребуется для нагревания льда до точки плавления при 0°C: Q1 = m c ΔT1, где m - масса льда (1,5 кг), c - удельная теплоемкость льда (2100 Дж/кг°C), ΔT1 - изменение температуры (0 - (-15) = 15°C).

Q1 = 1,5 2100 15 = 47250 Дж.

Затем необходимо учесть теплоту, которая потребуется для плавления льда: Q2 = m * L, где L - удельная теплота плавления льда (334 кДж/кг).

Q2 = 1,5 * 334 = 501 кДж = 501000 Дж.

И, наконец, для нагревания получившейся воды до температуры 30°C: Q3 = m c ΔT2, где ΔT2 = 30 - 0 = 30°C.

Q3 = 1,5 4186 30 = 188370 Дж.

Итого, общее количество теплоты, которое потребуется для превращения льда массой 1,5 кг при температуре -15°C в воду при температуре 30°C, составит: Q = Q1 + Q2 + Q3 = 47250 + 501000 + 188370 = 736620 Дж.

Для превращения льда массой 1,5 кг при температуре -15°C в воду при температуре 30°C потребуется 360 750 Дж теплоты.

Для решения задачи необходимо учесть несколько этапов преобразования льда в воду и нагрева:

1. Подогрев льда от -15 °C до 0 °C
2. Плавление льда при 0 °C
3. Нагрев воды от 0 °C до 30 °C

Этап 1: Подогрев льда

Для начала найдем, сколько энергии потребуется, чтобы подогреть лёд от -15 °C до 0 °C. Используем формулу: [ Q1 = m \cdot c{лед} \cdot \Delta T ] где:

• ( m = 1.5 ) кг (масса льда),
• ( c_{лед} = 2.1 ) кДж/кг·°C (удельная теплоемкость льда),
• ( \Delta T = 15 ) °C (разница температур от -15 °C до 0 °C).

[ Q_1 = 1.5 \cdot 2.1 \cdot 15 = 47.25 ) кДж

Этап 2: Плавление льда

Теперь найдем, сколько энергии потребуется для плавления льда при 0 °C: [ Q_2 = m \cdot \lambda ] где:

• ( \lambda = 334 ) кДж/кг (удельная теплота плавления льда).

[ Q_2 = 1.5 \cdot 334 = 501 ) кДж

Этап 3: Нагрев воды

Наконец, рассчитаем энергию, необходимую для нагрева результата плавления (воды) от 0 °C до 30 °C: [ Q3 = m \cdot c{вода} \cdot \Delta T ] где:

• ( c_{вода} = 4.18 ) кДж/кг·°C (удельная теплоемкость воды),
• ( \Delta T = 30 ) °C.

[ Q_3 = 1.5 \cdot 4.18 \cdot 30 = 188.1 ) кДж

Итоговое количество теплоты

Сложим все три величины, чтобы найти общее количество теплоты, необходимое для преобразования льда в воду: [ Q_{\text{total}} = Q_1 + Q_2 + Q3 ] [ Q{\text{total}} = 47.25 + 501 + 188.1 = 736.35 ) кДж

Таким образом, для превращения 1.5 кг льда при -15 °C в воду при 30 °C потребуется 736.35 кДж теплоты.