Какое количество теплоты нужно для того, чтобы превратить 2 кг льда при 0 градусах Цельсия в воду, а затем нагреть эту воду до 30 градусов Цельсия? Удельная теплота плавления льда равна 34 х 10 в 4 степени Дж/кг, а удельная теплоемкость воды составляет 4,2 х 10 в 3 степени Дж/кг х градус Цельсия. Ответ укажите в килоджоулях.

Физика 11 класс Тепловые явления Количество теплоты плавление льда удельная теплоёмкость нагрев воды физика 11 класс задачи по физике теплообмен расчет теплоты энергия изменения состояния учебные вопросы по физике Новый

Для решения этой задачи нам нужно рассмотреть два этапа: плавление льда и нагревание полученной воды. Рассмотрим каждый этап отдельно.

Этап 1: Плавление льда

Для плавления льда необходимо использовать удельную теплоту плавления. Формула для расчета количества теплоты (Q) на этом этапе выглядит следующим образом:

Q1 = m * L

• где:
• Q1 - количество теплоты, необходимое для плавления льда;
• m - масса льда (в нашем случае 2 кг);
• L - удельная теплота плавления льда (34 * 10^4 Дж/кг).

Подставим значения:

Q1 = 2 кг * 34 * 10^4 Дж/кг = 68 * 10^4 Дж.

Этап 2: Нагревание воды

После плавления льда мы получаем 2 кг воды при 0 градусах Цельсия. Теперь нам нужно нагреть эту воду до 30 градусов Цельсия. Для этого используем удельную теплоемкость воды. Формула для расчета количества теплоты (Q) на этом этапе:

Q2 = m * c * ΔT

• где:
• Q2 - количество теплоты, необходимое для нагревания воды;
• m - масса воды (2 кг);
• c - удельная теплоемкость воды (4,2 * 10^3 Дж/кг*°C);
• ΔT - изменение температуры (30 - 0 = 30 °C).

Подставим значения:

Q2 = 2 кг * 4,2 * 10^3 Дж/кг*°C * 30 °C = 252000 Дж.

Общее количество теплоты

Теперь сложим количество теплоты, необходимое для плавления льда и нагревания воды:

Q = Q1 + Q2 = (68 * 10^4 Дж) + (252000 Дж) = 680000 Дж + 252000 Дж = 932000 Дж.

Перевод в килоджоули

Чтобы перевести полученное количество теплоты в килоджоули, нужно разделить на 1000:

Q = 932000 Дж / 1000 = 932 кДж.

Ответ: Для превращения 2 кг льда при 0 градусах Цельсия в воду и нагрева этой воды до 30 градусов Цельсия потребуется 932 кДж теплоты.