Чтобы рассчитать количество теплоты, необходимое для расплавления 100 г льда при температуре -5 градусов Цельсия и последующего нагрева полученной воды до 20 градусов Цельсия, необходимо выполнить несколько шагов.
Шаг 1: Нагрев льда от -5 °C до 0 °C
- Для нагрева льда используем формулу: Q1 = m * c * ΔT, где:
- Q1 - количество теплоты, необходимое для нагрева льда;
- m - масса льда (100 г = 0.1 кг);
- c - удельная теплоемкость льда (примерно 2.1 кДж/(кг·°C));
- ΔT - изменение температуры (0 °C - (-5 °C) = 5 °C).
- Подставляем значения: Q1 = 0.1 кг * 2.1 кДж/(кг·°C) * 5 °C = 1.05 кДж.
Шаг 2: Плавление льда
- Теперь необходимо расплавить лед, используя формулу: Q2 = m * L, где:
- Q2 - количество теплоты, необходимое для плавления льда;
- L - теплота плавления льда (примерно 334 кДж/кг).
- Подставляем значения: Q2 = 0.1 кг * 334 кДж/кг = 33.4 кДж.
Шаг 3: Нагрев воды от 0 °C до 20 °C
- Теперь нагреваем полученную воду до 20 °C, используя ту же формулу: Q3 = m * c * ΔT, где:
- Q3 - количество теплоты, необходимое для нагрева воды;
- c - удельная теплоемкость воды (примерно 4.18 кДж/(кг·°C));
- ΔT - изменение температуры (20 °C - 0 °C = 20 °C).
- Подставляем значения: Q3 = 0.1 кг * 4.18 кДж/(кг·°C) * 20 °C = 8.36 кДж.
Шаг 4: Суммирование всех количеств теплоты
- Теперь суммируем все количества теплоты, чтобы получить общее количество теплоты Q:
- Q = Q1 + Q2 + Q3 = 1.05 кДж + 33.4 кДж + 8.36 кДж = 42.81 кДж.
Ответ: Для расплавления 100 г льда при температуре -5 °C и нагрева полученной воды до 20 °C потребуется 42.81 кДж теплоты.