Question

Туристу-лыжнику было лень идти до проруби, поэтому вместо того, чтобы зачерпнуть V = 3 л воды из проруби, он насыпал в алюминиевый котелок m = 3 кг сухого снега. Плотность воды 1000 удельная теплота плавления льда 330 Потерями теплоты можно пренебречь. Снег состоит из мелких кристалликов льда.
1) Определите массу воды, которую туристу нужно было зачерпнуть из проруби.
2) Какое количество теплоты нужно было затратить, чтобы превратить снег в котелке в воду?
3) На сколько дольше туристу пришлось ждать закипания воды, если и вода, и снег имеют начальную температуру 0 °С, а мощность туристической газовой горелки P = 1 кВт?

Answer 1

Дано:
Объем воды, который нужно было зачерпнуть из проруби (V) = 3 л
Масса сухого снега (m) = 3 кг
Плотность воды (ρ) = 1000 кг/м³
Удельная теплота плавления льда (L) = 330 кДж/кг
Мощность туристической газовой горелки (P) = 1 кВт

Найти:
1) Масса воды, которую туристу нужно было зачерпнуть из проруби
2) Количество теплоты, необходимое для превращения снега в воду
3) Дополнительное время ожидания до закипания воды

Решение:
1) Масса воды равна массе снега, так как снег полностью превратится в воду: m = 3 кг

2) Количество теплоты, необходимое для плавления снега и превращения его в воду: Q = m * L = 3 кг * 330 кДж/кг = 990 кДж

3) Для расплавления снега и нагрева воды до кипения требуется дополнительное количество теплоты. Это составляет время расплавления снега и нагрева воды при мощности горелки 1 кВт:
Дополнительное время ожидания = Q / P = 990 кДж / 1000 Вт = 0.99 ч = 16.5 мин

Ответ:
1) Масса воды, которую туристу нужно было зачерпнуть из проруби: 3 кг
2) Количество теплоты, необходимое для превращения снега в воду: 990 кДж
3) Дополнительное время ожидания до закипания воды: 16.5 мин