Вопрос школьника
Какое количество льда можно расплавить, если через змеевик, окруженный льдом, пропустить 2 кг пара, причем вода из змеевика будет выходить при температуре 0°С
Ответ от учителя
Для решения данной задачи необходимо использовать закон сохранения энергии. Когда пар проходит через змеевик, он отдает свою теплоту льду, который начинает расплавляться. Теплота, выделяющаяся при конденсации пара, равна теплоте плавления льда.
Для расчета количества расплавленного льда необходимо знать количество теплоты, выделяющейся при конденсации 2 кг пара. Для этого воспользуемся формулой:
Q = m * L
где Q — количество теплоты, выделяющейся при конденсации пара, м = 2 кг — масса пара, L — теплота плавления льда, равная 334 кДж/кг.
Тогда:
Q = 2 кг * 334 кДж/кг = 668 кДж
Теперь необходимо вычислить, сколько льда можно расплавить при выделении 668 кДж теплоты. Для этого воспользуемся формулой:
Q = m * c * ΔT
где Q — количество теплоты, необходимое для расплавления льда, m — масса льда, c — удельная теплоемкость льда, равная 2,1 кДж/(кг*°C), ΔT — изменение температуры льда, равное 0 — 0 = 0°C.
Тогда:
Q = m * c * ΔT
668 кДж = m * 2,1 кДж/(кг*°C) * 0°C
m = 668 кДж / (2,1 кДж/(кг*°C) * 0°C) = 317,14 кг
Таким образом, при прохождении 2 кг пара через змеевик можно расплавить 317,14 кг льда.
