Определи количество теплоты, необходимое для превращения 3 кг льда при температуре −12 °С в воду при...

Для определения общего количества теплоты, необходимого для превращения 3 кг льда при температуре −12 °С в воду при температуре 30 °С, необходимо выполнить следующие расчёты:

1. Нагрев льда от −12 °С до 0 °С: Удельная теплоёмкость льда ( c{\text{лед}} = 2100 \, \text{Дж/кг} \cdot \text{°C} ). Изменение температуры ( \Delta T{\text{лед}} = 0 - (-12) = 12 \, \text{°C} ). Тепло, необходимое для нагрева льда: [ Q1 = m \cdot c{\text{лед}} \cdot \Delta T_{\text{лед}} = 3 \, \text{кг} \cdot 2100 \, \text{Дж/кг} \cdot \text{°C} \cdot 12 \, \text{°C} = 75600 \, \text{Дж} ]

2. Плавление льда при 0 °С: Удельная теплота плавления льда ( L = 3.4 \times 10^5 \, \text{Дж/кг} ). Тепло, необходимое для плавления льда: [ Q_2 = m \cdot L = 3 \, \text{кг} \cdot 3.4 \times 10^5 \, \text{Дж/кг} = 1020000 \, \text{Дж} ]

3. Нагрев воды от 0 °С до 30 °С: Удельная теплоёмкость воды ( c{\text{вода}} = 4200 \, \text{Дж/кг} \cdot \text{°C} ). Изменение температуры ( \Delta T{\text{вода}} = 30 - 0 = 30 \, \text{°C} ). Тепло, необходимое для нагрева воды: [ Q3 = m \cdot c{\text{вода}} \cdot \Delta T_{\text{вода}} = 3 \, \text{кг} \cdot 4200 \, \text{Дж/кг} \cdot \text{°C} \cdot 30 \, \text{°C} = 378000 \, \text{Дж} ]

Общее количество теплоты равно сумме всех трёх составляющих: [ Q_{\text{общ}} = Q_1 + Q_2 + Q_3 = 75600 \, \text{Дж} + 1020000 \, \text{Дж} + 378000 \, \text{Дж} = 1515600 \, \text{Дж} ]

Таким образом, для превращения 3 кг льда при температуре −12 °С в воду при температуре 30 °С необходимо ( 1515600 \, \text{Дж} ) теплоты.

Для превращения 3 кг льда при температуре -12 °C в воду при температуре 30 °C необходимо учесть несколько этапов изменения состояния вещества и нагревания воды:

1. Нагревание льда от -12 °C до 0 °C: Q1 = m c ∆T = 3 кг 2100 Дж/кг°C * (0 - (-12)) °C = 63 000 Дж

2. Плавление льда при температуре 0 °C: Q2 = m ΔHпл = 3 кг 3,4*10^5 Дж/кг = 1 020 000 Дж

3. Нагревание воды от 0 °C до 30 °C: Q3 = m c ∆T = 3 кг 4200 Дж/кг°C * (30 - 0) °C = 378 000 Дж

Итого, общее количество теплоты, необходимое для превращения 3 кг льда при температуре -12 °C в воду при температуре 30 °C, составляет: Qобщ = Q1 + Q2 + Q3 = 63 000 Дж + 1 020 000 Дж + 378 000 Дж = 1 461 000 Дж

Таким образом, для превращения 3 кг льда при температуре -12 °C в воду при температуре 30 °C потребуется 1 461 000 Дж теплоты.

Для превращения 3 кг льда при температуре -12 °C в воду при температуре 30 °C необходимо 1 008 000 Дж теплоты.