Дано:
Масса льда (m) = 1 кг
Начальная температура льда (T1) = -20 °C = -20 + 273,15 K = 253,15 K
Удельная теплоемкость льда (c_л) = 2100 Дж/(кг×К)
Удельная теплоемкость воды (c_в) = 4200 Дж/(кг×К)
Удельная теплота плавления льда (L_п) = 3,3×10^5 Дж/кг
Удельная теплота парообразования (L_и) = 2,26×10^6 Дж/кг
Найти:
Количество теплоты, необходимое для превращения 1 кг льда в пар
Решение:
1. Найдем количество теплоты, необходимое для нагревания льда от начальной температуры до температуры плавления:
Q1 = m * c_л * (0 K - T1)
2. Найдем количество теплоты, необходимое для плавления льда:
Q2 = m * L_п
3. Найдем количество теплоты, необходимое для нагревания получившейся воды от температуры плавления до точки кипения:
Q3 = m * c_в * (100 °C - 0 K)
4. Найдем количество теплоты, необходимое для испарения получившейся воды:
Q4 = m * L_и
5. Суммируем Q1, Q2, Q3 и Q4:
Q = Q1 + Q2 + Q3 + Q4
6. Подставляем известные значения:
Q = 1 кг * 2100 Дж/(кг×К) * (0 K - 253,15 K) + 1 кг * 3,3×10^5 Дж/кг + 1 кг * 4200 Дж/(кг×К) * (100 °C - 0 K) + 1 кг * 2,26×10^6 Дж/кг
7. Вычисляем значение:
Q = 2,65×10^6 Дж
Ответ:
Для превращения 1 кг льда в пар необходимо затратить 2,65×10^6 Дж теплоты.