Дано:
- Масса льда, m = 0,5 кг
- Начальная температура льда, T_initial = 0 °C
- Конечная температура пара, T_final = 100 °C
- Удельная теплота плавления льда, L_f = 334000 Дж/кг
- Удельная теплоемкость воды, c_water = 4200 Дж/(кг·°C)
- Удельная теплота парообразования воды, L_v = 2260000 Дж/кг
Найти:
- Общее количество тепла Q, которое необходимо сообщить.
Решение:
Процесс состоит из трех этапов:
1. Плавление льда в воду при 0 °C.
2. Нагревание воды от 0 °C до 100 °C.
3. Парообразование воды при 100 °C.
1. Рассчитаем количество тепла, необходимое для плавления льда в воду:
Q1 = m * L_f
Q1 = 0,5 кг * 334000 Дж/кг
Q1 = 167000 Дж
2. Рассчитаем количество тепла, необходимое для нагрева воды от 0 °C до 100 °C:
Q2 = m * c_water * (T_final - T_initial)
Q2 = 0,5 кг * 4200 Дж/(кг·°C) * (100 °C - 0 °C)
Q2 = 0,5 * 4200 * 100
Q2 = 210000 Дж
3. Рассчитаем количество тепла, необходимое для парообразования воды:
Q3 = m * L_v
Q3 = 0,5 кг * 2260000 Дж/кг
Q3 = 1130000 Дж
Теперь сложим все значения, чтобы получить общее количество тепла Q:
Q_total = Q1 + Q2 + Q3
Q_total = 167000 Дж + 210000 Дж + 1130000 Дж
Q_total = 1507000 Дж
Ответ:
Для получения пара с температурой 100 °C из 0,5 кг льда с температурой 0 °C необходимо сообщить 1507000 Дж тепла.