Какое количество теплоты необходимо для нагрева смеси, состоящей из 5 кг льда и 10 кг воды, от общей температуры 0°С до 100°С? Дано, решение, ответ.

Физика 9 класс Теплопередача Количество теплоты нагрев смеси лед и вода 9 класс физика термодинамика теплообмен расчет теплоты температура 0°C температура 100°C физика 9 класс Новый

Дано:

• Масса льда (m1) = 5 кг
• Масса воды (m2) = 10 кг
• Начальная температура (t0) = 0°С
• Конечная температура (t конечная) = 100°С
• Удельная теплоемкость воды (c) = 4184 Дж/(кг·°С)
• Скрытая теплота плавления льда (L) = 334000 Дж/кг

Решение:

1. Сначала лед должен расплавиться. Для этого нужно рассчитать количество теплоты, необходимое для плавления льда:
• Q1 = m1 * L = 5 кг * 334000 Дж/кг = 1670000 Дж
2. После этого вся масса станет водой, и нам нужно нагреть эту воду до 100°С. Теперь у нас 15 кг воды (5 кг из льда + 10 кг изначально). Рассчитаем количество теплоты для нагрева:
• Q2 = (m1 + m2) * c * (t конечная - t0) = (5 кг + 10 кг) * 4184 Дж/(кг·°С) * (100°С - 0°С)
• Q2 = 15 кг * 4184 Дж/(кг·°С) * 100°С = 6276000 Дж
3. Теперь сложим оба количества теплоты:
• Q = Q1 + Q2 = 1670000 Дж + 6276000 Дж = 7946000 Дж

Ответ: Необходимо 7946000 Дж (или 7,946 МДж) тепла для нагрева смеси от 0°С до 100°С!

Ура! Мы справились с этой задачей! Это просто невероятно, как физика может объяснить такие процессы! Надеюсь, это вдохновит тебя на дальнейшие исследования в мире науки!