Какое количество теплоты потребуется для расплавления ледяного куба при температуре -5°C, если его плотность составляет 900 кг/м³, удельная теплоемкость равна 2100 Дж/(кг°C), объем куба составляет 0,0004 м³, а температура плавления льда и теплота плавления равны 3,4 * 10^5 Дж/кг?

Физика 11 класс Тепловые явления Количество теплоты расплавление льда температура плавления удельная теплоёмкость плотность льда объем куба физика 11 класс Новый

Для того чтобы рассчитать общее количество теплоты, необходимое для расплавления ледяного куба, нам нужно учитывать два этапа: сначала нагрев льда до его температуры плавления, а затем сам процесс плавления.

Шаг 1: Нагрев льда до 0°C

• Сначала найдем массу ледяного куба. Для этого используем формулу:
• Масса (m) = Плотность (ρ) * Объем (V)
• Плотность льда ρ = 900 кг/м³, объем V = 0,0004 м³.
• Подставим значения:
• m = 900 кг/м³ * 0,0004 м³ = 0,36 кг.

Теперь, зная массу льда, можем рассчитать количество теплоты, необходимое для его нагрева от -5°C до 0°C:

• Используем формулу:
• Q1 = m * c * ΔT
• где Q1 - количество теплоты, m - масса, c - удельная теплоемкость, ΔT - изменение температуры.
• Удельная теплоемкость c = 2100 Дж/(кг°C), изменение температуры ΔT = 0°C - (-5°C) = 5°C.
• Подставим значения:
• Q1 = 0,36 кг * 2100 Дж/(кг°C) * 5°C = 3780 Дж.

Шаг 2: Плавление льда

Теперь рассчитаем количество теплоты, необходимое для плавления льда при 0°C:

• Используем формулу:
• Q2 = m * L
• где Q2 - количество теплоты, L - теплота плавления.
• Теплота плавления L = 3,4 * 10^5 Дж/кг.
• Подставим значения:
• Q2 = 0,36 кг * 3,4 * 10^5 Дж/кг = 122880 Дж.

Шаг 3: Общее количество теплоты

Теперь мы можем найти общее количество теплоты, необходимое для расплавления ледяного куба:

• Общее количество теплоты Q = Q1 + Q2.
• Q = 3780 Дж + 122880 Дж = 126660 Дж.

Ответ: Для расплавления ледяного куба при температуре -5°C потребуется 126660 Дж.