Question

Какое количество тепла необходимо, чтобы расплавить 0,9 кг железа приКакое количество льда при температуре 0°С можно растопить, используя 3400 Дж тепла? температуре? К 400 г воды с температурой 40°С добавили 300 г льда температурой 0°С. Какая температура?Чтобы превратить воду при температуре кипения в пар, необходимо 30 МДж тепла. Какова масса этой воды? {13 балл}​

Answer 1

1. Расплавить 0,9 кг железа при температуре можно рассчитать, используя удельную теплоемкость железа. Удельная теплоемкость для железа составляет примерно 450 Дж/(кг·°C). Для расплавления железа с температурой плавления около 1535°C до комнатной температуры приблизительно 20°C, нам потребуется:

Q = масса × удельная теплоемкость × изменение температуры
Q = 0,9 кг × 450 Дж/(кг·°C) × (20°C - 1535°C) = 0,9 кг × 450 Дж/(кг·°C) × (-1515°C) = -680 175 Дж

Отрицательный знак указывает на то, что нам нужно вывести это количество тепла, чтобы охладить железо до температуры плавления.

2. Чтобы растопить лед при температуре 0°C, нам потребуется тепло, равное количеству льда умноженному на удельную теплоту плавления для льда. Удельная теплота плавления для льда составляет примерно 334 000 Дж/кг. Мы можем рассчитать это следующим образом:

Q = масса × удельная теплота плавления
Q = (3400 Дж) / (334 000 Дж/кг) ≈ 0,01 кг

Таким образом, с использованием 3400 Дж тепла можно растопить приблизительно 10 г льда при температуре 0°C.

3. Для определения конечной температуры смеси воды и льда можно использовать закон сохранения энергии:

масса воды × удельная теплоемкость воды × изменение температуры воды + масса льда × удельная теплота плавления = 0

(400 г) × (4,186 Дж/(г·°C)) × (T - 40°C) + (300 г) × (334 000 Дж/кг) = 0

Решая это уравнение, мы можем найти температуру T.