Сколько нужно сжечь каменного угля, чтобы расплавить 500 грамм льда, взятого при -20 градусах Цельсия?

Физика 6 класс Теплопередача и теплота каменный уголь расплавить лед физика 6 класс теплообмен температура льда сжигание угля расчет тепла физика для детей задачи по физике Новый

Для того чтобы узнать, сколько каменного угля нужно сжечь, чтобы расплавить 500 грамм льда, который находится при температуре -20 градусов Цельсия, нам нужно пройти несколько шагов. Давайте разберем их по порядку.

Шаг 1: Определим, сколько теплоты нужно для нагрева льда от -20 °C до 0 °C.

Для этого используем формулу:

Q1 = m * c * ΔT

• m - масса льда (в нашем случае 500 грамм или 0,5 кг),
• c - удельная теплоемкость льда (приблизительно 2,1 кДж/(кг·°C)),
• ΔT - изменение температуры (от -20 °C до 0 °C, то есть 20 °C).

Теперь подставим значения:

Q1 = 0,5 * 2,1 * 20 = 21 кДж.

Шаг 2: Определим, сколько теплоты нужно для плавления льда.

Для плавления льда используем следующую формулу:

Q2 = m * L

• m - масса льда (0,5 кг),
• L - теплота плавления льда (приблизительно 334 кДж/кг).

Подставим значения:

Q2 = 0,5 * 334 = 167 кДж.

Шаг 3: Определим общее количество теплоты.

Теперь сложим количество теплоты, необходимое для нагрева льда и для его плавления:

Q_total = Q1 + Q2 = 21 кДж + 167 кДж = 188 кДж.

Шаг 4: Определим, сколько теплоты выделяется при сжигании каменного угля.

При сжигании 1 кг каменного угля выделяется примерно 29,3 МДж (или 29300 кДж).

Шаг 5: Рассчитаем, сколько угля нужно сжечь.

Теперь мы можем определить массу угля, необходимую для получения 188 кДж:

m_угля = Q_total / теплота сгорания угля.

m_угля = 188 кДж / 29300 кДж/кг.

Выполним расчет:

m_угля = 188 / 29300 ≈ 0,0064 кг.

Итак, чтобы расплавить 500 грамм льда, взятого при -20 градусах Цельсия, нужно сжечь примерно 0,0064 кг каменного угля, что составляет 6,4 грамма.