В данной задаче происходит 2 процесса: 1. Нагревание воды; 2. Парообразование воды. Количество теплоты Q в этих слвчаях вычисляется по двум разным формулам,которые мы сейчас и применим. Количество теплоты при нагревании вычисляется так:
Q1=cm(t2-t1). Подставим числа в формулу и получим:
Q1=4200×10×(100-10)=3780000 Дж.
Теперь, вычислим количество теплоты для парообразования. Для этого нам не хватает величины, которая называется удельная теплота парообразования. Она обозначается буквой L и у воды равна 2,3×10^6 Дж/кг. В данном случае, количество теплоты вычисляется по формуле:
Q2=Lm. Подставим числа и получим:
Q2=2,3×10^6×10=23×10^6=23000000 Дж. Теперь, найдём общее количество теплоты, выделившееся при 2 процессах. Сделать это можно так:
Q=Q1+Q2. Подставим числа и получим:
Q=3780000+23000000=26780000 Дж. Это наш ответ, выразим его в МДж:
mл = 0,5кг - масса льда
tл1 = -40°С - температура льда
tл2 = 0°C - температура нагретого льда
сл = 2,1 · 10³ Дж/(кг·К) - удельная теплоёмкость льда
λл = 3,3 · 10⁵ Дж/кг - удельная теплота плавления льда
св = 4,2 · 10³ Дж/(кг·К) - удельная теплоёмкость воды
tв1 = 0°С - температура воды,получившейся из растопленного льда
tв2 = 100°С - температура нагретой воды
rв = 22,6· 10⁵ Дж/кг - удельная теплота парообразования воды
Q - ? - потребная теплота
Q1 = cл · mл · (Tл2 - Тл1) - теплота, потребная для нагревания льда
Q2 = λл · mл - теплота, потребная для плавления льда
Q3 = cв · mл · (Tв2 - Тв1) - теплота, потребная для нагревания воды
Q4 = rв · mл - теплота, потребная для испарения воды
Q = Q1 + Q2 + Q3 + Q4 =
= cл · mл · (Tл2 - Тл1) + λл · mл + cв · mл · (Tв2 - Тв1) + rв · mл
= 2,1 · 10³ · 0.5 · 40 + 3,3 · 10⁵ · 0.5 + 4,2 · 10³ · 0.5 · 100 + 22,6· 10⁵ · 0,5 =
= 0, 42 · 10⁵ + 1,65 · 10⁵ + 2,1 · 10⁵ + 11,3 · 10⁵ = 15,47 · 10⁵ (Дж) ≈ 1,5 МДж
ответ: 1,5 Мдж
В данной задаче происходит 2 процесса: 1. Нагревание воды; 2. Парообразование воды. Количество теплоты Q в этих слвчаях вычисляется по двум разным формулам,которые мы сейчас и применим. Количество теплоты при нагревании вычисляется так:
Q1=cm(t2-t1). Подставим числа в формулу и получим:
Q1=4200×10×(100-10)=3780000 Дж.
Теперь, вычислим количество теплоты для парообразования. Для этого нам не хватает величины, которая называется удельная теплота парообразования. Она обозначается буквой L и у воды равна 2,3×10^6 Дж/кг. В данном случае, количество теплоты вычисляется по формуле:
Q2=Lm. Подставим числа и получим:
Q2=2,3×10^6×10=23×10^6=23000000 Дж. Теперь, найдём общее количество теплоты, выделившееся при 2 процессах. Сделать это можно так:
Q=Q1+Q2. Подставим числа и получим:
Q=3780000+23000000=26780000 Дж. Это наш ответ, выразим его в МДж:
ответ: Q=26,78 МДж..