Вопрос школьника
Какое количество теплоты потребуется, чтобы расплавить 100 г льда, взятого при температуре -5 °С, а затем полученную воду нагреть до 20 °С?
Ответ от учителя
Для расплавления 100 г льда при температуре -5 °С необходимо потратить теплоту, равную теплоте плавления льда. Теплота плавления льда составляет 334 Дж/г. Следовательно, для расплавления 100 г льда потребуется:
Q1 = m * L = 100 г * 334 Дж/г = 33 400 Дж
После расплавления льда полученная вода будет иметь температуру 0 °С. Для нагрева 100 г воды от 0 °С до 20 °С необходимо потратить теплоту, равную теплоемкости воды и изменению ее температуры. Теплоемкость воды составляет 4,18 Дж/(г*°C). Изменение температуры равно разности между конечной и начальной температурой:
ΔT = 20 °С — 0 °С = 20 °С
Таким образом, для нагрева 100 г воды от 0 °С до 20 °С потребуется:
Q2 = m * c * ΔT = 100 г * 4,18 Дж/(г*°C) * 20 °С = 8360 Дж
Итого, общее количество теплоты, необходимое для расплавления 100 г льда при температуре -5 °С и нагрева полученной воды до 20 °С, составляет:
Q = Q1 + Q2 = 33 400 Дж + 8360 Дж = 41 760 Дж
Ответ: Для расплавления 100 г льда, взятого при температуре -5 °С, и нагрева полученной воды до 20 °С потребуется 41 760 Дж теплоты.
