Вопрос по физике:

В сосуде лежит кусок льда с температурой t1 = 0 °С. Если сообщить ему количество теплоты Q = 50 кДж, то 3/4 льда растает. Какое количество теплоты q нужно сообщить дополнительно, чтобы весь лед растаял и образовавшаяся вода нагрелась до температуры t2 = 20 °С? Тепловыми потерями на нагрев сосуда пренебречь. Удельная теплоемкость воды составляет 4200 Дж/(кг К), а удельная теплота плавления льда равна 330 кДж/кг. Ответ округлите до целых.

Физика 11 класс Теплота и тепловые процессы Количество теплоты плавление льда теплоемкость воды температура льда физика 11 класс задача по физике теплота нагрев воды теплообмен удельная теплота Новый

Давайте разберемся с этой задачей шаг за шагом! Это действительно увлекательно!

Итак, у нас есть лед с температурой t1 = 0 °С, и мы знаем, что при передаче ему 50 кДж теплоты, 3/4 льда растает. Давайте найдем массу льда, чтобы понять, сколько нам нужно тепла для полного его плавления.

• Обозначим массу льда как m (кг).
• Удельная теплота плавления льда составляет 330 кДж/кг.
• Тогда для плавления 3/4 льда нам нужно: Q = (3/4) * m * 330 кДж.
• Из условия задачи: (3/4) * m * 330 = 50 кДж.

Теперь найдем массу льда:

• m = (50 * 4) / 330 = 0.606 кг.

Теперь, когда мы знаем массу льда, можем найти, сколько тепла нужно для полного плавления:

• Для полного плавления всего льда: Q_total = m * 330 кДж = 0.606 * 330 = 199.98 кДж.
• Мы уже передали 50 кДж, значит, нам нужно еще: q = Q_total - 50 = 199.98 - 50 = 149.98 кДж.

Теперь, чтобы нагреть образовавшуюся воду до t2 = 20 °С, нам нужно добавить еще тепла:

• Удельная теплоемкость воды = 4200 Дж/(кг К) = 4.2 кДж/(кг К).
• Температурное изменение воды: Δt = t2 - t1 = 20 - 0 = 20 °С.
• Количество теплоты для нагрева: q_water = m * c * Δt = 0.606 * 4.2 * 20.

Теперь вычислим это:

• q_water = 0.606 * 4.2 * 20 = 50.904 кДж.

Теперь сложим все количество теплоты:

• q_total = 149.98 + 50.904 = 200.884 кДж.

Округляем до целых: q_total ≈ 201 кДж.

Итак, чтобы весь лед растаял и образовавшаяся вода нагрелась до 20 °С, нужно сообщить дополнительно 201 кДж тепла! Это было увлекательно, надеюсь, вам тоже понравилось!