Сколько теплоты требуется для превращения куска льда массой 120г, начиная с температуры -40, в пар? (Округлите ответ

Хорошо, для решения данной задачи мы будем использовать формулу для расчёта теплоты, которая называется формулой изменения внутренней энергии. Формула имеет следующий вид:

\(Q = m \cdot c \cdot \Delta T\),

где \(Q\) - количество теплоты, \(m\) - масса вещества, \(c\) - удельная теплоёмкость вещества, \(\Delta T\) - изменение температуры.

Для решения задачи у нас есть два этапа: первый - превращение льда в воду при 0 градусов Цельсия, и второй - превращение воды в пар, начиная с температуры кипения.

Для первого этапа, когда лёд превращается в воду, мы используем удельную теплоёмкость плавления \(c_m\), которая для льда составляет 334 Дж/градус Цельсия. Также, учитывая, что начальная температура льда -40 градусов Цельсия, изменение температуры \(\Delta T_1\) будет равно:

\(\Delta T_1 = 0 - (-40) = 40\) градусов Цельсия.

Используя формулу для первого этапа, получаем:

\(Q_1 = m \cdot c_m \cdot \Delta T_1\).

Подставив значения, получаем:

\(Q_1 = 120 \cdot 334 \cdot 40 = 1603200\) Дж.

Теперь перейдём ко второму этапу, когда вода превращается в пар. Для этого нам понадобится удельная теплота парообразования \(L\), которая для воды составляет 2260 кДж/кг. Масса воды \(m_2\) будет равна массе льда, так как лёд превращается в воду при 0 градусов Цельсия. Теперь необходимо вычислить изменение температуры \(\Delta T_2\) от 0 градусов Цельсия до температуры кипения. Известно, что температура кипения воды при нормальных условиях составляет 100 градусов Цельсия, поэтому:

\(\Delta T_2 = 100 - 0 = 100\) градусов Цельсия.

Используя формулу для второго этапа, получаем:

\(Q_2 = m_2 \cdot L\).

Подставляем значения и получаем:

\(Q_2 = 120 \cdot 2260 = 271200\) кДж.

Теперь найдем общее количество теплоты, сложив результаты первого и второго этапов:

\(Q_{общ} = Q_1 + Q_2 = 1603200 + 271200 = 1874400\) кДж.

Однако, в задании просили округлить ответ до ближайшего целого числа. Поэтому округлим полученный результат:

\(Q_{окр} = 1874400\) кДж.

Таким образом, для превращения куска льда массой 120 г, начиная с температуры -40 градусов Цельсия, в пар потребуется около 1874400 кДж теплоты.