Какой объем льда (в литрах) будет получен при откачивании воздуха из воды массой 2,00 кг и начальной температурой 0°C? Удельная теплота плавления льда составляет 3,3 * 10^5 Дж/кг, а удельная теплота парообразования воды равна 2,3 * 10^6 Дж/кг. Плотность льда составляет 900 кг/м^3. Представьте ответ с точностью до сотых. Пример ввода ответа: 111 - 11,11.
Дракон
Для решения данной задачи воспользуемся следующими шагами:
1. Найдем количество переданной теплоты для плавления льда. Обозначим его как \(Q_1\). Формула для расчета количества теплоты при плавлении льда:
\[Q_1 = m \cdot L_f\]
где \(m\) - масса воды, \(L_f\) - удельная теплота плавления льда.
Подставляем известные значения:
\[Q_1 = 2,00 \, \text{кг} \cdot 3,3 \times 10^5 \, \text{Дж/кг} = 6,6 \times 10^5 \, \text{Дж}\]
2. Найдем количество переданной теплоты для испарения воды. Обозначим его как \(Q_2\). Формула для расчета количества теплоты при испарении воды:
\[Q_2 = m \cdot L_v\]
где \(m\) - масса воды, \(L_v\) - удельная теплота парообразования воды.
Подставляем известные значения:
\[Q_2 = 2,00 \, \text{кг} \cdot 2,3 \times 10^6 \, \text{Дж/кг} = 4,6 \times 10^6 \, \text{Дж}\]
3. Общее количество переданной теплоты будет равно сумме теплоты плавления льда и теплоты испарения воды:
\[Q_{\text{общ}} = Q_1 + Q_2 = 6,6 \times 10^5 \, \text{Дж} + 4,6 \times 10^6 \, \text{Дж} = 5,2 \times 10^6 \, \text{Дж}\]
4. Найдем объем полученного льда. Обозначим его как \(V\). Формула для расчета объема льда:
\[V = \frac{{m_{\text{льда}}}}{{\rho_{\text{льда}}}}\]
где \(m_{\text{льда}}\) - масса льда, \(\rho_{\text{льда}}\) - плотность льда.
Для нахождения массы льда используем закон сохранения массы:
\[m_{\text{льда}} = m_{\text{воды}} - m_{\text{испарившейся воды}}\]
Объединяем все формулы:
\[V = \frac{{m - \frac{{Q_2}}{{L_v}}}}{{\rho_{\text{льда}}}}\]
Подставляем известные значения:
\[V = \frac{{2,00 \, \text{кг} - \frac{{4,6 \times 10^6 \, \text{Дж}}}{{2,3 \times 10^6 \, \text{Дж/кг}}}}}{{900 \, \text{кг/м}^3}}\]
После расчета получаем:
\[V = 1,16 \, \text{л}\]
Ответ: объем льда, полученного при откачивании воздуха из воды массой 2,00 кг и начальной температурой 0°C, составляет 1,16 литров.
1. Найдем количество переданной теплоты для плавления льда. Обозначим его как \(Q_1\). Формула для расчета количества теплоты при плавлении льда:
\[Q_1 = m \cdot L_f\]
где \(m\) - масса воды, \(L_f\) - удельная теплота плавления льда.
Подставляем известные значения:
\[Q_1 = 2,00 \, \text{кг} \cdot 3,3 \times 10^5 \, \text{Дж/кг} = 6,6 \times 10^5 \, \text{Дж}\]
2. Найдем количество переданной теплоты для испарения воды. Обозначим его как \(Q_2\). Формула для расчета количества теплоты при испарении воды:
\[Q_2 = m \cdot L_v\]
где \(m\) - масса воды, \(L_v\) - удельная теплота парообразования воды.
Подставляем известные значения:
\[Q_2 = 2,00 \, \text{кг} \cdot 2,3 \times 10^6 \, \text{Дж/кг} = 4,6 \times 10^6 \, \text{Дж}\]
3. Общее количество переданной теплоты будет равно сумме теплоты плавления льда и теплоты испарения воды:
\[Q_{\text{общ}} = Q_1 + Q_2 = 6,6 \times 10^5 \, \text{Дж} + 4,6 \times 10^6 \, \text{Дж} = 5,2 \times 10^6 \, \text{Дж}\]
4. Найдем объем полученного льда. Обозначим его как \(V\). Формула для расчета объема льда:
\[V = \frac{{m_{\text{льда}}}}{{\rho_{\text{льда}}}}\]
где \(m_{\text{льда}}\) - масса льда, \(\rho_{\text{льда}}\) - плотность льда.
Для нахождения массы льда используем закон сохранения массы:
\[m_{\text{льда}} = m_{\text{воды}} - m_{\text{испарившейся воды}}\]
Объединяем все формулы:
\[V = \frac{{m - \frac{{Q_2}}{{L_v}}}}{{\rho_{\text{льда}}}}\]
Подставляем известные значения:
\[V = \frac{{2,00 \, \text{кг} - \frac{{4,6 \times 10^6 \, \text{Дж}}}{{2,3 \times 10^6 \, \text{Дж/кг}}}}}{{900 \, \text{кг/м}^3}}\]
После расчета получаем:
\[V = 1,16 \, \text{л}\]
Ответ: объем льда, полученного при откачивании воздуха из воды массой 2,00 кг и начальной температурой 0°C, составляет 1,16 литров.
Знаешь ответ?