Какое количество теплоты требуется для превращения 2 кг льда при температуре -12 °C в воду при температуре 45 °C?

Физика Колледж Теплота фазовых переходов и изменение температуры Количество теплоты превращение льда в воду температура льда температура воды физика 12 класс Новый

Для расчета количества теплоты, необходимого для превращения 2 кг льда при температуре -12 °C в воду при температуре 45 °C, необходимо учитывать несколько этапов процесса. Каждый этап требует определенного количества теплоты. Рассмотрим их по порядку:

1. Нагревание льда от -12 °C до 0 °C:
   • Для нагревания льда используется формула: Q1 = m * c_лед * ΔT, где:
   • Q1 - количество теплоты,
   • m - масса льда (2 кг),
   • c_лед - удельная теплоемкость льда (≈ 2,1 кДж/(кг·°C)),
   • ΔT - изменение температуры (0 - (-12) = 12 °C).

   Подставляя значения, получаем:

   Q1 = 2 * 2,1 * 12 = 50,4 кДж.

2. Плавление льда:
   • Для плавления льда используется формула: Q2 = m * L_плавления, где:
   • Q2 - количество теплоты, необходимое для плавления,
   • L_плавления - удельная теплота плавления льда (≈ 334 кДж/кг).

   Подставляя значения, получаем:

   Q2 = 2 * 334 = 668 кДж.

3. Нагревание воды от 0 °C до 45 °C:
   • Для нагревания воды используется формула: Q3 = m * c_вода * ΔT, где:
   • c_вода - удельная теплоемкость воды (≈ 4,18 кДж/(кг·°C)),
   • ΔT - изменение температуры (45 - 0 = 45 °C).

   Подставляя значения, получаем:

   Q3 = 2 * 4,18 * 45 = 376,2 кДж.

Теперь суммируем все полученные значения теплоты:

Q_total = Q1 + Q2 + Q3 = 50,4 + 668 + 376,2 = 1094,6 кДж.

Итак, общее количество теплоты, необходимое для превращения 2 кг льда при температуре -12 °C в воду при температуре 45 °C, составляет 1094,6 кДж.