Вопрос школьника
Кусок льда массой 2 кг имеет температуру -5 °С. Какое количество теплоты необходимо ему передать, чтобы превратить лед в воду, имеющую температуру 20 °С?
Ответ от учителя
Для того чтобы превратить лед массой 2 кг при температуре -5 °С в воду при температуре 20 °С, необходимо передать ему теплоту плавления и теплоту нагрева.
Теплота плавления – это количество теплоты, которое необходимо передать веществу, чтобы превратить его из твердого состояния в жидкое, при неизменной температуре. Для льда теплота плавления равна 334 кДж/кг.
Теплота нагрева – это количество теплоты, которое необходимо передать веществу, чтобы повысить его температуру на определенное количество градусов. Для воды теплота нагрева равна 4,18 кДж/(кг·°C).
Таким образом, для превращения льда массой 2 кг при температуре -5 °С в воду при температуре 20 °С необходимо передать ему следующее количество теплоты:
— Теплота плавления: Q1 = m·L = 2 кг · 334 кДж/кг = 668 кДж
— Теплота нагрева: Q2 = m·c·ΔT = 2 кг · 4,18 кДж/(кг·°C) · (20 °С — (-5 °С)) = 209 кДж
Итого, общее количество теплоты, которое необходимо передать льду, чтобы превратить его в воду при температуре 20 °С, равно:
Q = Q1 + Q2 = 668 кДж + 209 кДж = 877 кДж
Таким образом, чтобы превратить лед массой 2 кг при температуре -5 °С в воду при температуре 20 °С, необходимо передать ему 877 кДж теплоты.
