Определить количество теплоты, необходимое для превращения куска льда массой 420 г, взятого при температуре минус 12 градусов Цельсия, в пар при температуре 100 градусов Цельсия.
от

1 Ответ

Дано:  
m = 420 г = 0,42 кг  
t1 = -12 °C  
t2 = 100 °C  
cль = 2100 Дж/кг·°C (удельная теплоёмкость льда)  
cв = 4200 Дж/кг·°C (удельная теплоёмкость воды)  
Lп = 334 000 Дж/кг (латентная теплота плавления льда)  
Lпара = 2260 000 Дж/кг (латентная теплота парообразования воды)

Найти: количество теплоты, необходимое для превращения льда в пар.

Решение:

1. Нагрев льда от -12 °C до 0 °C:  
Q1 = m * cль * (t2_1 - t1)  
где t2_1 = 0 °C — температура плавления льда.  
Q1 = 0,42 кг * 2100 Дж/кг·°C * (0 - (-12)) °C  
Q1 = 0,42 * 2100 * 12 = 10536 Дж  

2. Плавление льда:  
Q2 = m * Lп  
Q2 = 0,42 кг * 334 000 Дж/кг  
Q2 = 140280 Дж  

3. Нагрев воды от 0 °C до 100 °C:  
Q3 = m * cв * (t2_2 - t2_1)  
где t2_2 = 100 °C — температура кипения воды.  
Q3 = 0,42 кг * 4200 Дж/кг·°C * (100 - 0) °C  
Q3 = 0,42 * 4200 * 100 = 176400 Дж  

4. Испарение воды:  
Q4 = m * Lпара  
Q4 = 0,42 кг * 2260 000 Дж/кг  
Q4 = 949200 Дж  

Общее количество теплоты:  
Q = Q1 + Q2 + Q3 + Q4  
Q = 10536 Дж + 140280 Дж + 176400 Дж + 949200 Дж  
Q = 1378416 Дж  

Ответ:  
Необходимое количество теплоты для превращения куска льда массой 420 г при температуре -12 °C в пар при 100 °C равно 1378416 Дж.
от