Чтобы лёд можно было плавить, он должен находиться при 0°C, а чтобы он находился при 0°C, сперва его необходимо нагреть.
Q = mc(t₂ – t₁), где m – масса льда, c – удельная теплоёмкость льда, а Δt (также равное разности t₂ и t₁) – величина (выраженная в градусах Цельсия), показывающая, на сколько тело нагрели/охладили; подставляем числа и считаем: Q₁ = 0,1кг × 2100Дж/(кг × °C) × (0°C – (–14°C)) = 2940Дж.
2–ой процесс: плавление льда
Температуру плавления мы достигли, нагрев лёд на 14°C и затратив при этом 2940 Джоулей энергии, а потому спокойно можем плавить его, используя формулу для плавления: Q = λm, где λ – удельная теплота плавления льда, а m – масса льда, выраженная в килограммах; подставляем числа и считаем: Q₂ = 3,4 × 10⁵Дж/кг × 0,1кг = 34000Дж.
3–ий процесс: нагревание воды
Был лёд, его мы нагрели, затем расплавили, и вышла вода – теперь то можем нагреть воду, прибегнув к формуле, описанной в первом процессе: Q = mc(t₂ – t₁), где m – масса воды (а она равна массе льда, то есть 100 граммам), а c – удельная теплоёмкость воды; подставляем числа и считаем: Q₃ = 0,1кг × 4200Дж/(кг × °C) × (50°C – 0°C) = 21000Дж.
Нас спрашивают о количестве теплоты, требуемого для плавления льда, находящегося при –14°C и последующего его нагревания до 50°C – это значит, что необходимо сложить все 3 найденные Q (количества теплоты), затраченные на каждый из определённых процессов. Из раннее сказанного: Q = Q₁ + Q₂ + Q₃; подставляем числа и считаем: Q = 2940Дж + 34000Дж + 21000Дж = 57940Дж.
Чтобы лёд можно было плавить, он должен находиться при 0°C, а чтобы он находился при 0°C, сперва его необходимо нагреть.
Q = mc(t₂ – t₁), где m – масса льда, c – удельная теплоёмкость льда, а Δt (также равное разности t₂ и t₁) – величина (выраженная в градусах Цельсия), показывающая, на сколько тело нагрели/охладили; подставляем числа и считаем: Q₁ = 0,1кг × 2100Дж/(кг × °C) × (0°C – (–14°C)) = 2940Дж.
2–ой процесс: плавление льда
Температуру плавления мы достигли, нагрев лёд на 14°C и затратив при этом 2940 Джоулей энергии, а потому спокойно можем плавить его, используя формулу для плавления: Q = λm, где λ – удельная теплота плавления льда, а m – масса льда, выраженная в килограммах; подставляем числа и считаем: Q₂ = 3,4 × 10⁵Дж/кг × 0,1кг = 34000Дж.
3–ий процесс: нагревание воды
Был лёд, его мы нагрели, затем расплавили, и вышла вода – теперь то можем нагреть воду, прибегнув к формуле, описанной в первом процессе: Q = mc(t₂ – t₁), где m – масса воды (а она равна массе льда, то есть 100 граммам), а c – удельная теплоёмкость воды; подставляем числа и считаем: Q₃ = 0,1кг × 4200Дж/(кг × °C) × (50°C – 0°C) = 21000Дж.
Нас спрашивают о количестве теплоты, требуемого для плавления льда, находящегося при –14°C и последующего его нагревания до 50°C – это значит, что необходимо сложить все 3 найденные Q (количества теплоты), затраченные на каждый из определённых процессов. Из раннее сказанного: Q = Q₁ + Q₂ + Q₃; подставляем числа и считаем: Q = 2940Дж + 34000Дж + 21000Дж = 57940Дж.
ответ: 57940 Джоулей.
График во вложении.
График на фотографии
Работа при изохоре равна нулю
A = A₂₋₃ - A₄₋₁
A₂₋₃ = p₂*(V₃ - V₂) = v*R*(T₃ - T₂)
A₄₋₁ = p₁*(V₁ - V₄) = v*R*(T₁ - T₄)
A = v*R*(T₃ - T₂) - v*R*(T₁ - T₄) = v*R*(T₃ - T₂ - T₁ + T₄) = v*R*(T₃ - T₂ - T₁ + T₂) = v*R*(T₃ - T₁) = 8,31 Дж/К * (T₃ - T₁)
2)
p₁²*V₁ = p₂²*V₂ => (2*p₂)²*V₁ = p₂²*V₂ => 4*V₁ = V₂
p₁*V₁ = v*R*T₁
p₂*V₂ = v*R*T₂
p₁*V₁ / (p₂*V₂) = T₁ / T₂
2 / 4 = T₁ / T₂ => T₂ = 50 K
Q = C*ΔT => C = Q / ΔT = 2910 Дж / 50 К = 58,2 Дж/К
3)
т.к. V = const => A = 0 => Q = ΔU
p₁ / T₁ = p₂ / T₂ => T₂ = T₁ * p₂ / p₁
Q = 3 * v * R * ΔT / 2 = 3 * v * R * (T₂ - T₁) / 2 = 3 * v * R * (T₁ * p₂ / p₁ - T₁) / 2 = 3 * v * R * T₁ * ( p₂ / p₁ - 1) / 2 = 3 * v * R * T₁ * ( p₂ - p₁) / (2 * p₁)
p₁*V = v*R*T₁ => v = p₁*V / (R*T₁)
Q = 3 * p₁*V * R * T₁ * ( p₂ - p₁) / (2 * p₁ * R * T₁) = 3*V*(p₂ - p₁) / 2
2*Q = 3*p₂*V - 3*p₁V
3*p₂V = 2*Q + 3*p₁*V
p₂ = 2*Q / (3*V) + p₁
p₂ = 2 * 5,4*10⁴ Па / (3*1,5 м³) + 1,8*10⁵ Па = 0,24*10⁵ Па + 1,8*10⁵ Па = 2,04*10⁵ Па
T₂ = 300 К * 2,04*10⁵ Па / 1,8*10⁵ Па = 340 К