Вопрос по физике:

1. Какое количество энергии нужно для превращения 5 кг льда при -10°С в воду с температурой 60°?
2. Какое количество теплоты необходимо, чтобы превратить 20 г глицерина при 20°С в пар?
3. Если в воду массой 400 г и температурой 10 °С добавить 10 г водяного пара с температурой 100 °С, какая температура установится в сосуде?
4. Что произойдет с куском льда массой 8 кг при температуре 0 °С, если сжечь 100 г керосина для его плавления?

Физика 8 класс Теплопередача и фазовые переходы веществ энергия для плавления льда количество теплоты глицерина температура воды с водяным паром плавление льда керосином Новый

Давайте по порядку разберем каждый из ваших вопросов.

1. Какое количество энергии нужно для превращения 5 кг льда при -10°С в воду с температурой 60°?

Для решения этой задачи нам нужно учесть несколько этапов:

1. Нагрев льда от -10°С до 0°С.
2. Плавление льда при 0°С в воду.
3. Нагрев получившейся воды от 0°С до 60°С.

Теперь давайте посчитаем каждый этап:

• Для нагрева льда используем формулу: Q = mcΔT, где m - масса, c - удельная теплоемкость льда (примерно 2,1 Дж/(г·°С)), ΔT - изменение температуры.
• Плавление льда: Q = mL, где L - скрытая теплота плавления льда (примерно 334 Дж/г).
• Для нагрева воды используем ту же формулу: Q = mcΔT, где c - удельная теплоемкость воды (примерно 4,2 Дж/(г·°С)).

Теперь подставим значения:

1. Нагрев льда:
   • m = 5000 г (5 кг = 5000 г)
   • ΔT = 0 - (-10) = 10°С
   • Q1 = 5000 г * 2,1 Дж/(г·°С) * 10°С = 105000 Дж.
2. Плавление льда:
   • Q2 = 5000 г * 334 Дж/г = 1670000 Дж.
3. Нагрев воды:
   • ΔT = 60 - 0 = 60°С
   • Q3 = 5000 г * 4,2 Дж/(г·°С) * 60°С = 1260000 Дж.

Теперь суммируем все количество теплоты:

Q_total = Q1 + Q2 + Q3 = 105000 Дж + 1670000 Дж + 1260000 Дж = 3035000 Дж.

Ответ: Для превращения 5 кг льда при -10°С в воду с температурой 60° необходимо 3035000 Дж энергии.

2. Какое количество теплоты необходимо, чтобы превратить 20 г глицерина при 20°С в пар?

Для этого нам нужно учесть два этапа:

1. Нагрев глицерина от 20°С до его точки кипения.
2. Парообразование глицерина.

Удельная теплоемкость глицерина составляет примерно 2,43 Дж/(г·°С), а скрытая теплота парообразования - около 2500 Дж/г.

Подсчитаем:

1. Нагрев:
   • m = 20 г
   • ΔT = точка кипения глицерина (примерно 290°С) - 20°С = 270°С
   • Q1 = 20 г * 2,43 Дж/(г·°С) * 270°С = 13158 Дж.
2. Парообразование:
   • Q2 = 20 г * 2500 Дж/г = 50000 Дж.

Суммируем:

Q_total = Q1 + Q2 = 13158 Дж + 50000 Дж = 63158 Дж.

Ответ: Необходимо 63158 Дж теплоты, чтобы превратить 20 г глицерина при 20°С в пар.

3. Если в воду массой 400 г и температурой 10 °С добавить 10 г водяного пара с температурой 100 °С, какая температура установится в сосуде?

Здесь мы будем использовать закон сохранения энергии. Количество теплоты, потерянное паром, равно количеству теплоты, полученному водой.

Сначала найдем количество теплоты, которое отдаст водяной пар:

1. Пар конденсируется в воду, отдавая скрытую теплоту парообразования (примерно 2260 Дж/г):
2. Q1 = m * L = 10 г * 2260 Дж/г = 22600 Дж.
3. Затем эта вода нагреется до конечной температуры Tf.

Теперь найдем количество теплоты, которое получит вода:

1. Q2 = mcΔT, где m - масса воды, c - удельная теплоемкость воды, ΔT = Tf - 10.
2. Q2 = 400 г * 4,2 Дж/(г·°С) * (Tf - 10).

Уравняем количество теплоты:

22600 = 400 * 4,2 * (Tf - 10).

Решим это уравнение:

1. 22600 = 1680 * (Tf - 10)
2. Tf - 10 = 22600 / 1680
3. Tf - 10 ≈ 13,45
4. Tf ≈ 23,45°С.

Ответ: Установится температура примерно 23,45°С в сосуде.

4. Что произойдет с куском льда массой 8 кг при температуре 0 °С, если сжечь 100 г керосина для его плавления?

Сначала определим, сколько теплоты выделится при сжигании 100 г керосина. Удельная теплота сгорания керосина примерно 42 МДж/кг.

Количество теплоты, выделяющееся при сжигании 100 г керосина:

1. Q = 0,1 кг * 42000 Дж/кг = 4200 Дж.

Теперь определим, сколько теплоты необходимо, чтобы расплавить 8 кг льда:

1. Скрытая теплота плавления льда = 334 Дж/г.
2. Q_лед = m * L = 8000 г * 334 Дж/г = 2672000 Дж.

Теперь сравним количество теплоты, выделившееся от керосина, с количеством теплоты, необходимым для плавления льда:

4200 Дж (керосин) < 2672000 Дж (лед).

Это означает, что выделенной теплоты недостаточно для плавления всего льда. В результате часть льда останется в твердом состоянии.

Ответ: Кусок льда массой 8 кг не расплавится полностью, останется часть льда, так как теплоты от сжигания 100 г керосина недостаточно для его полного плавления.