Для приготовления горячей воды геолог взял кусок льда массой 4 кг, при температуре -50 ⁰С, затем расплавил его и нагрел до 70 ⁰С.
Удельная теплоемкость льда 2100 Дж/кг·⁰С.
Температура плавления льда 0 ⁰С.
Удельная теплоемкость воды 4200 Дж/кг·⁰С.
Удельная теплота плавления льда 34·104 Дж/кг.
Удельная теплота сгорания бензина 46·106 Дж/кг.
а) Рассчитайте количество теплоты, затраченное на нагревание льда до температуры плавления
Количество теплоты = _____________________Дж
b) Выразите количество теплоты в кДж
Количество теплоты = _____________________кДж
с) Определите количество теплоты, затраченное на плавление льда
Количество теплоты = _____________________________Дж
d) Выразите количество теплоты в МДж
Количество теплоты = _____________________МДж
e) Вычислите количество теплоты, которое было израсходовано на нагревание воды.
Количество теплоты = _____________________________ Дж
f) Удельная теплоемкость льда равна 2100 Дж/кг·⁰С. Объясните, что означает это число.
________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________
g) Рассчитайте общее количество теплоты, затраченное на нагревание льда, плавление льда и нагревание воды.
Количество теплоты=__________________________________Дж
h) Рассчитайте массу бензина, которую затратил турист при сжигании топлива для получения теплоты во всех процессах.
Ответы
Ответ:
Объяснение:
Дано:
m=4кг
t1=-50°C
t2=0°C
t3=70°C
c1=2100Дж/кг°С
с2=4200Дж/кг°С
λ=34*10⁴Дж/кг
q=46*10⁶Дж/кг
---------------------
m-?
Q=Q1+Q2+Q3, где:
Q1-теплота на нагрев льда до температуры плавления;
Q2-теплота на плавление льда;
Q3-теплота на нагрев воды от 0 до 80°С
Q1=c1*m*(t2-t1), где:
c1-удельная теплота плавления льда;
m-масса льда;
t1 и t2-начальная и конечная температура льда
Q1=2100*4*(0+50)=420000Дж=420кДж
Q2=λm, где:
λ-удельная теплота плавления льда;
m-масса льда
Q2=34*10⁴*4=1360000Дж=1360кДж
Q3=c2*m*(t3-t2), где:
c2-удельная теплоемкость воды;
m-масса воды;
t2 и t3-начальная и конечная темпетатура воды
Q3=4200*4*(70-0)=1176000Дж=1176кДж=1,176МДж
Q=c1*m*(t2-t1)+λm+c2*m*(t3-t2)=2100*4*(0+50)+34*10⁴*4+4200*4*(70-0)=420000+1360000+1176000=2956000Дж=2956кДж=2,956МДж
Количество бензина, затраченное на этот процесс равно:
m=Q/q, где:
Q-общее количество тепла;
q-удельная теплота сгорания бензина.
m=2956000/46*10⁶=0,064кг=64г