Вопрос задан 09.04.2026 в 20:42. Предмет Физика. Спрашивает Моисеева Дарья.

Кусок льда массой m=2.0 кг при температуре t=-20°C нагрели, сообщив ему количество теплоты Q=1.26 МДж. Температура вещества после нагревания равна?

Перейти к ответам

Ответы на вопрос

Отвечает Стешенко Валик.

Давай разберём задачу шаг за шагом.

Нам дан кусок льда с массой m=2.0кгm = 2.0 \, \text{кг}, начальной температурой t=20Ct = -20^\circ C и количеством теплоты Q=1.26МДж=1,26106ДжQ = 1.26 \, \text{МДж} = 1{,}26 \cdot 10^6 \, \text{Дж}. Нужно найти конечную температуру вещества после нагревания.


Шаг 1: Превращаем теплоту в джоули

Уже сделано: Q=1.26106ДжQ = 1.26 \cdot 10^6 \, \text{Дж}.


Шаг 2: Основные теплофизические данные

Для льда и воды используются следующие характеристики:

  • Удельная теплоёмкость льда: cлёд2.1кДж/(кг\cdotp°C)=2100Дж/(кг\cdotp°C)c_\text{лёд} \approx 2.1 \, \text{кДж/(кг·°C)} = 2100 \, \text{Дж/(кг·°C)}

  • Плавление льда (теплота плавления): λ=334кДж/кг=334000Дж/кг\lambda = 334 \, \text{кДж/кг} = 334000 \, \text{Дж/кг}

  • Удельная теплоёмкость воды: cвода=4.18кДж/(кг\cdotp°C)=4180Дж/(кг\cdotp°C)c_\text{вода} = 4.18 \, \text{кДж/(кг·°C)} = 4180 \, \text{Дж/(кг·°C)}


Шаг 3: Нагрев льда до 0°C

Количество теплоты, нужное для нагрева льда от -20°C до 0°C:

Q1=mcлёдΔt=22100(0(20))=2210020Q_1 = m c_\text{лёд} \Delta t = 2 \cdot 2100 \cdot (0 - (-20)) = 2 \cdot 2100 \cdot 20 Q1=242000=84000Дж8.4104ДжQ_1 = 2 \cdot 42000 = 84000 \, \text{Дж} \approx 8.4 \cdot 10^4 \, \text{Дж}

Это значительно меньше, чем имеющиеся 1.26106Дж1.26 \cdot 10^6 \, \text{Дж}, значит лед полностью нагреется до 0°C.


Шаг 4: Плавление льда

Количество теплоты, нужное для плавления 2 кг льда:

Q2=mλ=2334000=668000Дж6.68105ДжQ_2 = m \lambda = 2 \cdot 334000 = 668000 \, \text{Дж} \approx 6.68 \cdot 10^5 \, \text{Дж}

После плавления суммарное потраченное тепло:

Q1+Q2=84000+668000=752000ДжQ_1 + Q_2 = 84000 + 668000 = 752000 \, \text{Дж}

Оставшееся тепло:

Qост=Q(Q1+Q2)=1.26106752000508000ДжQ_\text{ост} = Q - (Q_1 + Q_2) = 1.26 \cdot 10^6 - 752000 \approx 508000 \, \text{Дж}

Шаг 5: Нагрев воды после плавления

Теперь у нас 2 кг воды при 0°C, и мы подводим Qост=508000ДжQ_\text{ост} = 508000 \, \text{Дж}. Конечная температура воды:

Qост=mcводаΔtQ_\text{ост} = m c_\text{вода} \Delta t Δt=Qостmcвода=50800024180508000836060.8C\Delta t = \frac{Q_\text{ост}}{m c_\text{вода}} = \frac{508000}{2 \cdot 4180} \approx \frac{508000}{8360} \approx 60.8^\circ C

✅ Шаг 6: Итоговая температура

Конечная температура вещества после нагревания:

Tкон60.8CT_\text{кон} \approx 60.8^\circ C

Ответ:

T61C\boxed{T \approx 61^\circ C}

Лед сначала нагрелся до 0°C, затем полностью растаял, и оставшееся тепло подняло температуру воды до примерно 61°C.

Похожие вопросы

Топ вопросов за вчера в категории Физика

Последние заданные вопросы в категории Физика

Задать вопрос