Какое минимальное количество пара при температуре 100 °C необходимо израсходовать, чтобы растопить 1 кг льда при температуре 0 °C?
Ответы на вопрос
Ответ: минимально необходимо около 0,125 кг (125 г) водяного пара при температуре 100 °C.
Решение
Дано:
Масса льда: кг.
Температура льда: .
Температура пара: .
Удельная теплота плавления льда: Дж/кг.
Удельная теплота парообразования воды: Дж/кг.
Удельная теплоёмкость воды: Дж/(кг·°C).
Найти: минимальную массу пара .
1. Количество теплоты, необходимое для плавления льда
Поскольку лёд уже находится при температуре плавления (0 °C), нагревать его не требуется. Нужно только сообщить теплоту плавления:
Подставим значения:
2. Количество теплоты, выделяемое паром
Чтобы расход пара был минимальным, необходимо использовать всю теплоту, которую он может отдать при превращении в воду и последующем охлаждении до 0 °C.
При этом происходят два процесса:
Первый: конденсация пара при 100 °C.
Второй: охлаждение образовавшейся воды от 100 °C до 0 °C.
Общее количество выделившейся теплоты:
3. Составим уравнение теплового баланса
В идеальных условиях, без потерь теплоты в окружающую среду, вся теплота, выделяемая паром, расходуется на плавление льда:
Следовательно:
Выразим массу пара:
Подставим численные значения:
Ответ
Таким образом, для полного плавления 1 кг льда при температуре
Похожие вопросы
Топ вопросов за вчера в категории Физика
Последние заданные вопросы в категории Физика
-
Математика
-
Литература
-
Алгебра
-
Русский язык
-
Геометрия
-
Английский язык
-
Химия
-
Физика
-
Биология
-
Другие предметы
-
История
-
Обществознание
-
Окружающий мир
-
География
-
Українська мова
-
Информатика
-
Українська література
-
Қазақ тiлi
-
Экономика
-
Музыка
-
Право
-
Беларуская мова
-
Французский язык
-
Немецкий язык
-
МХК
-
ОБЖ
-
Психология
-
Физкультура и спорт
-
Астрономия
-
Кыргыз тили
-
Оʻzbek tili

