Какое количество теплоты потребуется,чтобы лед массой 400г при тепмературе 0*С превратить в пар при...

Для того чтобы найти количество теплоты, необходимое для превращения льда массой 400 г при температуре 0°C в пар при температуре 100°C, необходимо рассмотреть несколько этапов:

1. Плавление льда (переход льда в воду при 0°C).
2. Нагревание воды от 0°C до 100°C.
3. Парообразование воды (переход воды в пар при 100°C).

Каждый из этих этапов требует определенного количества теплоты. Рассчитаем это поэтапно.

1. Плавление льда

Для плавления льда используется формула: [ Q_1 = m \cdot \lambda ] где:

• ( Q_1 ) — количество теплоты для плавления льда,
• ( m ) — масса льда,
• ( \lambda ) — удельная теплота плавления льда.

Масса льда ( m = 400 \, \text{г} = 0.4 \, \text{кг} ).

Удельная теплота плавления льда ( \lambda = 3.4 \times 10^5 \, \text{Дж/кг} ).

Тогда: [ Q_1 = 0.4 \, \text{кг} \cdot 3.4 \times 10^5 \, \text{Дж/кг} = 1.36 \times 10^5 \, \text{Дж} ]

2. Нагревание воды

Для нагревания воды используется формула: [ Q_2 = m \cdot c \cdot \Delta T ] где:

• ( Q_2 ) — количество теплоты для нагревания воды,
• ( m ) — масса воды,
• ( c ) — удельная теплоемкость воды,
• ( \Delta T ) — изменение температуры.

Масса воды ( m = 0.4 \, \text{кг} ).

Удельная теплоемкость воды ( c = 4200 \, \text{Дж/(кг·°C)} ).

Изменение температуры ( \Delta T = 100 \, \text{°C} ).

Тогда: [ Q_2 = 0.4 \, \text{кг} \cdot 4200 \, \text{Дж/(кг·°C)} \cdot 100 \, \text{°C} = 1.68 \times 10^5 \, \text{Дж} ]

3. Парообразование воды

Для парообразования воды используется формула: [ Q_3 = m \cdot L ] где:

• ( Q_3 ) — количество теплоты для парообразования,
• ( m ) — масса воды,
• ( L ) — удельная теплота парообразования воды.

Масса воды ( m = 0.4 \, \text{кг} ).

Удельная теплота парообразования воды ( L = 2.3 \times 10^6 \, \text{Дж/кг} ).

Тогда: [ Q_3 = 0.4 \, \text{кг} \cdot 2.3 \times 10^6 \, \text{Дж/кг} = 9.2 \times 10^5 \, \text{Дж} ]

Итоговое количество теплоты

Общая теплота ( Q ) будет суммой теплоты всех этапов: [ Q = Q_1 + Q_2 + Q_3 ] [ Q = 1.36 \times 10^5 \, \text{Дж} + 1.68 \times 10^5 \, \text{Дж} + 9.2 \times 10^5 \, \text{Дж} ] [ Q = 1.224 \times 10^6 \, \text{Дж} ]

Таким образом, для того чтобы лед массой 400 г при температуре 0°C превратить в пар при температуре 100°C, потребуется 1.224 × 10^6 Дж теплоты.

Для превращения льда массой 400г при температуре 0°C в пар при температуре 100°C необходимо учесть несколько этапов изменения агрегатного состояния вещества.

1. Нагревание льда до 0°C: Q1 = m c ΔT, где m - масса льда (400г = 0,4кг), c - удельная теплоемкость льда (2100 Дж/(кг*°C)), ΔT - изменение температуры (0°C - (-10°C) = 10°C).

Q1 = 0,4 2100 10 = 8400 Дж.

1. Плавление льда при температуре 0°C: Q2 = m L, где L - удельная теплота плавления льда (3,410^5 Дж/кг).

Q2 = 0,4 3,410^5 = 136000 Дж.

1. Нагревание воды до 100°C: Q3 = m c ΔT, где c - удельная теплоемкость воды (4200 Дж/(кг*°C)), ΔT - изменение температуры (100°C - 0°C = 100°C).

Q3 = 0,4 4200 100 = 16800 Дж.

1. Испарение воды при температуре 100°C: Q4 = m Lv, где Lv - удельная теплота парообразования воды (2,310^6 Дж/кг).

Q4 = 0,4 2,310^6 = 920000 Дж.

Итого, общее количество теплоты, необходимое для превращения льда массой 400г при температуре 0°C в пар при температуре 100°C, равно сумме всех четырех этапов: Qобщ = Q1 + Q2 + Q3 + Q4 = 8400 + 136000 + 16800 + 920000 = 1078200 Дж.