Дано:
масса льда m_льда = 6 кг,
температура льда T_льда = -20°С,
масса льда, который нужно растопить и обратить в пар m_пара = 0,1 * 6 = 0,6 кг,
тёплотоплавления льда λ_льда = 334000 Дж/кг,
удельная теплоёмкость льда c_льда = 2100 Дж/(кг·°С),
удельная теплоёмкость воды c_воды = 4200 Дж/(кг·°С),
теплота парообразования воды λ_вода = 2260000 Дж/кг.
Найти: необходимое количество теплоты для растапливания льда и превращения его в пар.
Решение:
1. Нахождение тепла, необходимого для нагрева льда от -20°С до 0°С:
Q1 = m_пара * c_льда * (0 - (-20))
Q1 = 0,6 * 2100 * 20 = 25200 Дж.
2. Нахождение тепла, необходимого для плавления льда:
Q2 = m_пара * λ_льда
Q2 = 0,6 * 334000 = 200400 Дж.
3. Нахождение тепла, необходимого для превращения воды в пар:
Q3 = m_пара * λ_вода
Q3 = 0,6 * 2260000 = 1356000 Дж.
Общее количество теплоты:
Q_общ = Q1 + Q2 + Q3
Q_общ = 25200 + 200400 + 1356000 = 1574400 Дж.
Ответ: Для того чтобы растопить и превратить в пар 10% от массы льда, нужно затратить 1574400 Дж.