Какое количество теплоты необходимо для превращения куска льда массой 100 г взятого при температуре...

Для превращения куска льда массой 100 г при температуре -2 °C в воду при температуре 0 °C необходимо тепло, чтобы сначала нагреть лед до температуры плавления (0 °C), затем перевести его в жидкое состояние и нагреть воду до температуры 0 °C.

Для определения количества теплоты используем формулу q = m c Δt, где: q - количество теплоты, m - масса вещества, c - удельная теплоемкость вещества, Δt - изменение температуры.

1. Сначала нагреваем лед до температуры плавления (0 °C): q1 = 100 г 2.09 Дж/(г°C) * 2 °C = 418 Дж

2. Для плавления льда используется удельная теплота плавления: q2 = 100 г * 333.5 Дж/г = 33350 Дж

3. Нагреваем воду от 0 °C до 0 °C: q3 = 100 г 4.18 Дж/(г°C) * 0 °C = 0 Дж

Итого, суммарное количество теплоты, необходимое для превращения куска льда массой 100 г при температуре -2 °C в воду при температуре 0 °C, составит: q = q1 + q2 + q3 = 418 Дж + 33350 Дж + 0 Дж = 33768 Дж

Таким образом, для превращения куска льда массой 100 г при температуре -2 °C в воду при температуре 0 °C потребуется 33768 Дж теплоты.

Для решения этой задачи нам необходимо учесть несколько этапов процесса превращения льда в воду. Этапы включают нагревание льда от -2 °C до 0 °C и плавление льда при 0 °C.

1. Нагревание льда от -2 °C до 0 °C. Для начала нам нужно рассчитать количество теплоты, необходимое для нагревания льда от -2 °C до 0 °C. Количество теплоты ( Q ) для нагревания можно рассчитать по формуле: [ Q = m \cdot c \cdot \Delta T ] где:

   • ( m ) – масса льда, 100 г = 0.1 кг (переводим в килограммы для удобства расчетов),
   • ( c ) – удельная теплоемкость льда, примерно равна 2100 Дж/(кг·°C),
   • ( \Delta T ) – изменение температуры, ( \Delta T = 0 - (-2) = 2 ) °C.

   Подставляем данные: [ Q_1 = 0.1 \cdot 2100 \cdot 2 = 420 \text{ Дж} ]

2. Плавление льда при 0 °C. Для того чтобы расплавить лед при 0 °C, необходимо подвести теплоту плавления. Количество теплоты, необходимое для плавления льда, можно вычислить по формуле: [ Q = m \cdot L ] где:

   • ( L ) – удельная теплота плавления льда, примерно равна 334 000 Дж/кг.

   Подставляем данные: [ Q_2 = 0.1 \cdot 334000 = 33400 \text{ Дж} ]

3. Общее количество теплоты. Общее количество теплоты, необходимое для превращения куска льда массой 100 г при -2 °C в воду при 0 °C, равно сумме теплоты, затраченной на нагревание и плавление: [ Q_{\text{общ}} = Q_1 + Q_2 = 420 + 33400 = 33820 \text{ Дж} ]

Таким образом, для превращения куска льда массой 100 г при -2 °C в воду при 0 °C необходимо подвести 33820 Дж теплоты.

Для превращения куска льда массой 100 г при температуре -2°C в воду при температуре 0°C необходимо количество теплоты равное 33400 Дж.