Какое количество теплоты необходимо сообщить куску льда массой 500 г, находящемуся при температуре -20° C, чтобы он полностью расплавился, если удельная теплота плавления льда составляет 340 кДж на килограмм, а удельная теплоёмкость равна 2.100 Дж/(кг·°C)?

Физика 8 класс Теплообмен и теплота Количество теплоты лёд масса 500 г температура -20°C удельная теплота плавления удельная теплоёмкость физика 8 класс Новый

Чтобы определить, какое количество теплоты необходимо сообщить куску льда, нужно рассмотреть два этапа:

1. Нагревание льда от -20° C до 0° C.
2. Плавление льда при 0° C.

Теперь давайте подробно рассмотрим каждый из этапов.

Этап 1: Нагревание льда

Для нагрева льда используем формулу:

Q1 = m * c * ΔT

• Q1 - количество теплоты, необходимое для нагрева льда;
• m - масса льда (в нашем случае 500 г, что равно 0,5 кг);
• c - удельная теплоемкость льда (2.100 Дж/(кг·°C));
• ΔT - изменение температуры (0 - (-20) = 20° C).

Теперь подставим значения:

Q1 = 0,5 кг * 2100 Дж/(кг·°C) * 20° C = 0,5 * 2100 * 20 = 21.000 Дж.

Или в килоджоулях:

Q1 = 21.000 Дж / 1000 = 21 кДж.

Этап 2: Плавление льда

Для плавления льда используем формулу:

Q2 = m * L

• Q2 - количество теплоты, необходимое для плавления льда;
• L - удельная теплота плавления льда (340 кДж/кг).

Подставляем значения:

Q2 = 0,5 кг * 340 кДж/кг = 170 кДж.

Общее количество теплоты

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

Q = Q1 + Q2 = 21 кДж + 170 кДж = 191 кДж.

Итак, общее количество теплоты, необходимое, чтобы полностью расплавить кусок льда массой 500 г, находящийся при температуре -20° C, составляет 191 кДж.