Вариант 4 1. 220 г ртути с температурой 257°С превращают в пар. Сколько это требует
теплоты?
2. 5кг стали , взятой при температуре 50°C, нагревают до получения жидкого
металла. Сколько это выделится теплоты?
3. Из 3 кг воды с температурой 65°С надо получить лед с температурой -40°С.
Сколько нужно для этого отнять тепла у воды при этом?
1. Для определения количества теплоты, необходимого для превращения 220 г ртути в пар, мы можем использовать уравнение теплового равновесия, которое выглядит следующим образом:
Q = m * C * ΔT
Где:
Q - количество теплоты,
m - масса вещества,
C - теплоемкость вещества,
ΔT - изменение температуры.
Так как мы хотим превратить ртуть в пар, то в данном случае температура уже достаточно высока, поэтому мы можем использовать уравнение парообразования. Формула для этого выглядит следующим образом:
Q = m * L
Где:
Q - количество теплоты,
m - масса вещества,
L - удельная теплота парообразования вещества.
Удельная теплота парообразования ртути равна 293,4 Дж/г. Подставляя все значения в формулу, получаем:
Q = 220 г * 293,4 Дж/г = 64548 Дж
Таким образом, для превращения 220 г ртути при температуре 257°C в пар, требуется 64548 Дж теплоты.
2. Для определения количества выделяемой теплоты при нагревании 5 кг стали до получения жидкого металла, мы может использовать ту же формулу, что и в предыдущем вопросе:
Q = m * C * ΔT
Удельная теплоемкость стали равна 0,46 Дж/(г * °C). ΔT - это разность исходной температуры и температуры, при которой мы хотим получить жидкий металл. Переведем массу стали в граммы:
5 кг * 1000 г/кг = 5000 г
Подставляем значения в формулу:
Q = 5000 г * 0,46 Дж/(г * °C) * (T - 50°C)
Здесь T - это температура, при которой мы хотим получить жидкую сталь. Так как нам не дана конкретная цель, мы можем предположить, что мы хотим нагреть сталь до ее точки плавления, которая составляет около 1500°C:
Q = 5000 г * 0,46 Дж/(г * °C) * (1500°C - 50°C) = 3,22 * 10^6 Дж
Таким образом, при нагревании 5 кг стали от температуры 50°C до ее точки плавления, выделится примерно 3,22 * 10^6 Дж теплоты.
3. Для определения количества теплоты, которое нужно отнять у воды, чтобы получить лед с температурой -40°C, мы можем использовать ту же формулу, что и в предыдущих вопросах:
Q = m * C * ΔT
Удельная теплоемкость воды равна 4,184 Дж/(г * °C). ΔT - это разность исходной температуры и желаемой температуры. Переведем массу воды в граммы:
3 кг * 1000 г/кг = 3000 г
Подставляем значения в формулу:
Q = 3000 г * 4,184 Дж/(г * °C) * (65°C - (-40°C))
Q = 3000 г * 4,184 Дж/(г * °C) * 105°C = 1,43 * 10^6 Дж
Таким образом, чтобы получить лед с температурой -40°C из 3 кг воды с температурой 65°C, нужно отнять примерно 1,43 * 10^6 Дж теплоты у воды.