Какое количество теплоты необходимо чтобы из льда массой 2 кг взятого при температуре -10 градусов получить...

Чтобы рассчитать количество теплоты, необходимое для превращения льда массой 2 кг, взятого при температуре -10°C, в воду при температуре 100°C, необходимо пройти через несколько этапов, учитывая фазовые переходы и нагрев на разных стадиях.

1. Нагрев льда от -10°C до 0°C: Используем формулу для нагрева: [ Q1 = m \cdot c{\text{лед}} \cdot \Delta T ] где:

   • ( m = 2 \, \text{кг} ) — масса льда,
   • ( c_{\text{лед}} = 2.1 \, \text{кДж/кг} \cdot \text{°C} ) — удельная теплоемкость льда,
   • ( \Delta T = 0 - (-10) = 10 \, \text{°C} ).

   Подставим численные значения: [ Q_1 = 2 \, \text{кг} \cdot 2.1 \, \text{кДж/кг} \cdot \text{°C} \cdot 10 \, \text{°C} = 42 \, \text{кДж} ]

2. Плавление льда при 0°C: Количество теплоты, необходимое для плавления льда, рассчитывается по формуле: [ Q_2 = m \cdot \lambda ] где:

   • ( \lambda = 334 \, \text{кДж/кг} ) — удельная теплота плавления льда.

   Подставим численные значения: [ Q_2 = 2 \, \text{кг} \cdot 334 \, \text{кДж/кг} = 668 \, \text{кДж} ]

3. Нагрев воды от 0°C до 100°C: Используем формулу для нагрева: [ Q3 = m \cdot c{\text{воды}} \cdot \Delta T ] где:

   • ( c_{\text{воды}} = 4.18 \, \text{кДж/кг} \cdot \text{°C} ) — удельная теплоемкость воды,
   • ( \Delta T = 100 - 0 = 100 \, \text{°C} ).

   Подставим численные значения: [ Q_3 = 2 \, \text{кг} \cdot 4.18 \, \text{кДж/кг} \cdot \text{°C} \cdot 100 \, \text{°C} = 836 \, \text{кДж} ]

4. Кипение воды при 100°C: Количество теплоты, необходимое для превращения воды в пар при 100°C: [ Q_4 = m \cdot r ] где:

   • ( r = 2260 \, \text{кДж/кг} ) — удельная теплота парообразования воды.

   Подставим численные значения: [ Q_4 = 2 \, \text{кг} \cdot 2260 \, \text{кДж/кг} = 4520 \, \text{кДж} ]

Однако, вопрос был о нагреве воды до 100°C, а не её испарении, поэтому этот этап не учитываем.

Теперь суммируем все полученные количества теплоты: [ Q_{\text{общ}} = Q_1 + Q_2 + Q_3 = 42 \, \text{кДж} + 668 \, \text{кДж} + 836 \, \text{кДж} = 1546 \, \text{кДж} ]

Таким образом, для превращения льда массой 2 кг, взятого при температуре -10°C, в воду при температуре 100°C необходимо ( 1546 \, \text{кДж} ) теплоты.

Для превращения 2 кг льда при -10 градусах в воду при 100 градусах необходимо добавить 334 кДж теплоты.

Для того чтобы решить эту задачу, нужно учесть два процесса: нагревание льда до 0 градусов Цельсия и его последующее плавление, затем нагревание воды до 100 градусов Цельсия.

1. Для нагревания льда массой 2 кг с температурой -10 градусов до температуры плавления (0 градусов Цельсия) необходимо затратить теплоту q1, которая рассчитывается по формуле: q1 = m c Δt, где m - масса льда (2 кг), c - удельная теплоемкость льда (2090 Дж/(кг*°C)), Δt - изменение температуры (10 градусов Цельсия).

q1 = 2 кг 2090 Дж/(кг°C) * 10 °C = 41800 Дж.

1. Для плавления льда и нагревания воды до 100 градусов Цельсия необходимо учесть теплоту плавления и нагревания воды. Теплота плавления льда равна 334 кДж/кг, а удельная теплоемкость воды равна 4186 Дж/(кг*°C).

Теплота плавления льда: q2 = m * L, где L - теплота плавления льда (334 кДж/кг).

q2 = 2 кг * 334 кДж/кг = 668 кДж.

Нагревание воды до 100 градусов Цельсия: q3 = m c Δt, где Δt = 100 - 0 = 100 градусов Цельсия.

q3 = 2 кг 4186 Дж/(кг°C) * 100 °C = 836000 Дж.

Общее количество теплоты, необходимое для превращения 2 кг льда при -10 градусов Цельсия в воду при 100 градусах Цельсия: Q = q1 + q2 + q3 = 41800 Дж + 668000 Дж + 836000 Дж = 940800 Дж.

Таким образом, для этого процесса потребуется 940800 Дж теплоты.