Какое количество теплоты Q нужно для нагрева 20 кг льда при температуре -4°C до 100°C, если удельная теплоемкость льда равна 2100 дж/кг×градус C, а теплопроводность составляет 3,4×10^5?

Физика 8 класс Теплота и её количество Количество теплоты нагрев льда удельная теплоёмкость температура льда физика 8 класс расчет тепла теплоемкость льда физические свойства льда Новый

Чтобы определить количество теплоты Q, необходимое для нагрева 20 кг льда от -4°C до 100°C, нужно учесть несколько этапов:

1. Нагрев льда от -4°C до 0°C.

   Для этого используем формулу:

   Q1 = m * c * ΔT

   • m = 20 кг (масса льда)
   • c = 2100 Дж/(кг·°C) (удельная теплоемкость льда)
   • ΔT = 0°C - (-4°C) = 4°C (изменение температуры)

   Подставим значения:

   Q1 = 20 кг * 2100 Дж/(кг·°C) * 4°C = 168000 Дж.

2. Плавление льда при 0°C.

   Для плавления льда необходимо использовать скрытую теплоту плавления. Удельная теплота плавления льда составляет 334000 Дж/кг.

   Q2 = m * L, где L - удельная теплота плавления.

   • Q2 = 20 кг * 334000 Дж/кг = 6680000 Дж.
3. Нагрев воды от 0°C до 100°C.

   Теперь, когда лед уже превратился в воду, мы снова используем формулу для нагрева:

   Q3 = m * c * ΔT

   • c для воды = 4200 Дж/(кг·°C)
   • ΔT = 100°C - 0°C = 100°C

   Подставим значения:

   Q3 = 20 кг * 4200 Дж/(кг·°C) * 100°C = 8400000 Дж.

4. Суммирование всех количеств теплоты.

   Теперь мы можем найти общее количество теплоты Q, сложив все три части:

   Q = Q1 + Q2 + Q3

   Q = 168000 Дж + 6680000 Дж + 8400000 Дж = 15280000 Дж.

Таким образом, общее количество теплоты, необходимое для нагрева 20 кг льда от -4°C до 100°C, составляет 15280000 Дж.