Глыба льда массой 10 кг и начальной температурой минус 20 °С была расплавлена, а затем получившуюся воду довели до кипения. Какое количество теплоты было затрачено на этот процесс? И какую массу керосина нужно было сжечь? При этом теплопотерями можно пренебречь.

Физика 8 класс Теплота и изменения состояния вещества глыба льда масса 10 кг начальная температура минус 20 °С расплавление льда Количество теплоты доведение до кипения масса керосина теплопотери физика 8 класс теплообмен теплота плавления теплота нагревания расчет теплоты термодинамика Новый

Для решения этой задачи нам необходимо рассмотреть несколько этапов, связанных с изменением состояния и температуры льда до получения кипящей воды. Мы будем использовать следующие данные:

• Масса льда (m) = 10 кг
• Начальная температура льда (T1) = -20 °C
• Температура плавления льда (Tплав) = 0 °C
• Удельная теплоемкость льда (cлед) = 2100 Дж/(кг·°C)
• Удельная теплоемкость воды (cвода) = 4200 Дж/(кг·°C)
• Скрытая теплота плавления льда (Lплав) = 334000 Дж/кг
• Температура кипения воды (Tкип) = 100 °C

Теперь мы можем разбить процесс на три этапа:

1. Нагрев льда от -20 °C до 0 °C:

   Для этого этапа используем формулу:

   Q1 = m * cлед * (Tплав - T1)

   Подставляем значения:

   Q1 = 10 кг * 2100 Дж/(кг·°C) * (0 °C - (-20 °C)) = 10 * 2100 * 20 = 420000 Дж.

2. Плавление льда:

   Для плавления льда используем формулу:

   Q2 = m * Lплав

   Подставляем значения:

   Q2 = 10 кг * 334000 Дж/кг = 3340000 Дж.

3. Нагрев воды от 0 °C до 100 °C:

   Для этого этапа используем формулу:

   Q3 = m * свода * (Tкип - Tплав)

   Подставляем значения:

   Q3 = 10 кг * 4200 Дж/(кг·°C) * (100 °C - 0 °C) = 10 * 4200 * 100 = 4200000 Дж.

Теперь суммируем все количество теплоты, затраченной на процесс:

Q = Q1 + Q2 + Q3 = 420000 Дж + 3340000 Дж + 4200000 Дж = 4960000 Дж.

Ответ: Общее количество теплоты, затраченной на процесс, составляет 4960000 Дж.

Теперь давайте рассчитаем, какую массу керосина нужно было сжечь для получения этого количества теплоты. Мы знаем, что:

• Удельная теплота сгорания керосина (Qсгорания) примерно равна 42000 Дж/кг.

Используем формулу для нахождения массы керосина (mкеросина):

mкеросина = Q / Qсгорания.

Подставляем значения:

mкеросина = 4960000 Дж / 42000 Дж/кг ≈ 118.67 кг.

Ответ: Для получения 4960000 Дж теплоты нужно сжечь примерно 118.67 кг керосина.