Вопрос задан 09.01.2025 в 20:23. Предмет Физика. Спрашивает Царенко Диана.

Куску льда массой 4 кг,имеющему температуру 0 градусахС,сообщили энергию 1480 кДж Какая установится окончательная температура?
2)Сколько энергии потребуется для полного расплавле¬ния и превращения в пар куска льда массой 4,5 кг и температурой -10 °С? (Удельная теплоемкость льда 2100 Дж/кг.0С, удельная теплота плавления льда 340 кДж/кг, удельная теплота парообразования воды 23 МДж/кг.)

С ДАНО И ПОНЯТНЫМ РЕШЕНИЕМ ПЛИЗ

Перейти к ответам

Ответы на вопрос

Отвечает Yatskanich Tetyana.

Задача 1

Условие: Куску льда массой m=4 кгm = 4 \, \text{кг}, имеющему температуру t=0∘Сt = 0^\circ\text{С}, сообщили энергию Q=1480 кДжQ = 1480 \, \text{кДж}. Требуется определить, какая установится окончательная температура.

Дано:

  • m=4 кгm = 4 \, \text{кг}
  • t=0∘Сt = 0^\circ\text{С}
  • Q=1480 кДж=1480000 ДжQ = 1480 \, \text{кДж} = 1480000 \, \text{Дж}
  • λ=340 кДж/кг=340000 Дж/кг\lambda = 340 \, \text{кДж/кг} = 340000 \, \text{Дж/кг} — удельная теплота плавления льда
  • cводы=4200 Дж/(кг⋅∘С)c_{\text{воды}} = 4200 \, \text{Дж/(кг} \cdot ^\circ \text{С)} — удельная теплоёмкость воды

Решение:

  1. Этап 1: Лед при температуре 0∘С0^\circ\text{С} сначала плавится. Для этого ему нужно количество теплоты, равное:

    Qплав=m⋅λ=4⋅340000=1360000 ДжQ_{\text{плав}} = m \cdot \lambda = 4 \cdot 340000 = 1360000 \, \text{Дж}

    Сравним QплавQ_{\text{плав}} и QQ:

    Qплав=1360000 Дж<Q=1480000 ДжQ_{\text{плав}} = 1360000 \, \text{Дж} < Q = 1480000 \, \text{Дж}

    Таким образом, льда хватит энергии для полного плавления, и останется энергия для нагревания получившейся воды.

  2. Этап 2: Определим оставшуюся энергию, которая пойдёт на нагревание воды:

    Qнагрев=Q−Qплав=1480000−1360000=120000 ДжQ_{\text{нагрев}} = Q - Q_{\text{плав}} = 1480000 - 1360000 = 120000 \, \text{Дж}
  3. Этап 3: Используем оставшуюся энергию QнагревQ_{\text{нагрев}} для нагревания воды от 0∘С0^\circ\text{С} до новой температуры tt. Для нагрева воды используется формула:

    Qнагрев=m⋅cводы⋅ΔtQ_{\text{нагрев}} = m \cdot c_{\text{воды}} \cdot \Delta t

    где Δt=tок−0=tок\Delta t = t_{\text{ок}} - 0 = t_{\text{ок}}.

    Найдём tокt_{\text{ок}}:

    tок=Qнагревm⋅cводы=1200004⋅4200≈7.14∘Сt_{\text{ок}} = \frac{Q_{\text{нагрев}}}{m \cdot c_{\text{воды}}} = \frac{120000}{4 \cdot 4200} \approx 7.14^\circ\text{С}

Ответ:

Окончательная температура tок≈7.14∘Сt_{\text{ок}} \approx 7.14^\circ\text{С}.


Задача 2

Условие: Найти, сколько энергии потребуется для полного расплавления и превращения в пар куска льда массой m=4.5 кгm = 4.5 \, \text{кг} и температурой t=−10∘Сt = -10^\circ\text{С}.

Дано:

  • m=4.5 кгm = 4.5 \, \text{кг}
  • t=−10∘Сt = -10^\circ\text{С}
  • cльда=2100 Дж/(кг⋅∘С)c_{\text{льда}} = 2100 \, \text{Дж/(кг} \cdot ^\circ \text{С)} — удельная теплоёмкость льда
  • λ=340 кДж/кг=340000 Дж/кг\lambda = 340 \, \text{кДж/кг} = 340000 \, \text{Дж/кг} — удельная теплота плавления льда
  • cводы=4200 Дж/(кг⋅∘С)c_{\text{воды}} = 4200 \, \text{Дж/(кг} \cdot ^\circ \text{С)} — удельная теплоёмкость воды
  • r=23 МДж/кг=23000000 Дж/кгr = 23 \, \text{МДж/кг} = 23000000 \, \text{Дж/кг} — удельная теплота парообразования воды

Решение:

  1. Этап 1: Нагрев льда от −10∘С-10^\circ\text{С} до 0∘С0^\circ\text{С}:

    Q1=m⋅cльда⋅Δt=4.5⋅2100⋅10=94500 ДжQ_1 = m \cdot c_{\text{льда}} \cdot \Delta t = 4.5 \cdot 2100 \cdot 10 = 94500 \, \text{Дж}
  2. Этап 2: Плавление льда при 0∘С0^\circ\text{С}:

    Q2=m⋅λ=4.5⋅340000=1530000 ДжQ_2 = m \cdot \lambda = 4.5 \cdot 340000 = 1530000 \, \text{Дж}
  3. Этап 3: Нагрев воды от 0∘С0^\circ\text{С} до 100∘С100^\circ\text{С}:

    Q3=m⋅cводы⋅Δt=4.5⋅4200⋅100=1890000 ДжQ_3 = m \cdot c_{\text{воды}} \cdot \Delta t = 4.5 \cdot 4200 \cdot 100 = 1890000 \, \text{Дж}

Похожие вопросы

Топ вопросов за вчера в категории Физика

Последние заданные вопросы в категории Физика

Задать вопрос