Question

Какое количество теплоты нужно сообщить 2 кг льда, взятого при температуре –10˚С, чтобы лед расплавить, а полученную воду нагреть до 100˚С и выпарить?

Answer 1

Дано:
масса льда m = 2 кг = 2000 г
температура льда t1 = -10˚C
температура кипения воды t2 = 100˚C
удельная теплота плавления льда L = 334 кДж/кг = 334000 Дж/кг
удельная теплоемкость льда c1 = 2.1 Дж/(г*˚C)
удельная теплоемкость воды c2 = 4.18 Дж/(г*˚C)
удельная теплота парообразования воды L2 = 2260 кДж/кг = 2260000 Дж/кг

Найти: количество теплоты

Решение:
1. На первом этапе нужно расплавить лед при температуре -10˚C и нагреть полученную воду до 0˚C:
Q1 = (m * L) + (m * c2 * (0 - t1))
Q1 = (2000 г * 334000 Дж/кг) + (2000 г * 4.18 Дж/(г*˚C) * (0 - (-10)))
Q1 = 668000000 Дж + 83560 Дж
Q1 = 668083560 Дж

2. На втором этапе нужно нагреть воду от 0˚C до 100˚C:
Q2 = m * c2 * (t2 - 0)
Q2 = 2000 г * 4.18 Дж/(г*˚C) * 100
Q2 = 836000 Дж

3. На третьем этапе нужно испарить воду:
Q3 = m * L2
Q3 = 2000 г * 2260000 Дж/кг
Q3 = 4520000000 Дж

Общее количество теплоты:
Q = Q1 + Q2 + Q3
Q = 668083560 Дж + 836000 Дж + 4520000000 Дж
Q = 5226836560 Дж

Ответ: Необходимое количество теплоты примерно равно 5.23 МДж.