Какое количество теплоты q нужно добавить к содержимому кастрюли после растапливания 1/3 льда при температуре

Какое количество теплоты q нужно добавить к содержимому кастрюли после растапливания 1/3 льда при температуре t₁ = -20°C и сообщении ему 38 кДж, чтобы весь лед растаял и образовавшаяся вода прогрелась до температуры t₂ = 10°C? Учитывать только количество теплоты, пренебрегая тепловыми потерями на нагрев кастрюли. Ответ округлите до десятых и запишите без указания единиц измерения.
ИИ помощник ИИ помощник в учёбе
Лисичка123

Лисичка123

Для решения данной задачи мы можем использовать формулу теплообмена q=mcΔT, где q - количество теплоты, m - масса вещества, c - удельная теплоёмкость вещества, ΔT - изменение температуры.

Давайте разобьем задачу на несколько шагов и найдем каждое значение по очереди.

Шаг 1: Найдем количество теплоты, необходимое для растапливания льда.

Известно, что масса льда составляет 1/3 от объема воды в кастрюле. Поскольку объем воды равен объему льда после его полного растапливания, мы можем сказать, что масса льда равна массе воды.

С учетом этого мы можем записать формулу для расчета количества теплоты, необходимого для растапливания льда:

q1=mcΔT

где q1 - количество теплоты для растапливания льда, m - масса льда/воды, c - удельная теплоёмкость воды, ΔT - изменение температуры.

Поскольку лед растапливается при температуре -20°C и прогревается до 0°C, то ΔT=0(20)=20 градусов.

Также известно, что удельная теплоёмкость воды приближенно равна 4.18 Дж/(г·°C).

Подставляя значения в формулу, получим:

q1=m4.1820

Шаг 2: Найдем количество теплоты, необходимое для прогрева воды до температуры t₂.

Формула для расчета количества теплоты, необходимого для прогрева воды, имеет аналогичный вид:

q2=mcΔT

где q2 - количество теплоты для прогрева воды, m - масса воды, c - удельная теплоёмкость воды, ΔT - изменение температуры.

Поскольку вся вода прогревается от 0°C до 10°C, то ΔT=100=10 градусов.

Подставляя значения в формулу, получим:

q2=m4.1810

Шаг 3: Найдем общее количество теплоты, необходимое для растапливания льда и прогрева воды.

Общее количество теплоты равно сумме количества теплоты для растапливания льда и количества теплоты для прогрева воды:

q=q1+q2

Подставляя значения, получаем:

q=m4.1820+m4.1810

q=m4.18(20+10)

q=m4.1830

Шаг 4: Найдем массу воды.

Масса воды равна массе льда, поэтому нам нужно найти массу льда.

Известно, что лед составляет 1/3 от объема воды, значит его масса также равна 1/3 от массы воды. То есть:

m=3mлед

Теперь мы можем заменить m в нашей формуле:

q=3mлед4.1830

Шаг 5: Найдем значение q.

Подставляем значение q=38 кДж:

38=3mлед4.1830

Теперь найдем mлед:

mлед=3834.1830

mлед0.367кг

Наконец, найдем значение q:

q=30.3674.1830178.36

Ответ: Количество теплоты, которое нужно добавить к содержимому кастрюли, составляет около 178.4 кДж.
Знаешь ответ?
Задать вопрос
Привет!
hello