Какое количество теплоты потребуется для нагревания 50 кг льда от -20 до 0 °C?

Для нагревания 50 кг льда от -20 до 0 °C потребуется 50 000 кДж теплоты.

Для решения данной задачи необходимо учесть два этапа нагревания льда: сначала его нагревание до температуры плавления (0 °C), а затем плавление и нагревание воды до конечной температуры.

1. Нагревание льда от -20 до 0 °C: Для нагревания 1 кг льда от -20 до 0 °C необходимо 334 кДж теплоты. Следовательно, для 50 кг льда потребуется: Q1 = 334 кДж/кг * 50 кг = 16700 кДж

2. Плавление и нагревание воды: Для плавления 1 кг льда необходимо 334 кДж теплоты. Для нагревания 1 кг воды от 0 °C до 100 °C требуется 4186 кДж теплоты. Таким образом, для 50 кг льда потребуется: Q2 = (334 кДж/кг + 4186 кДж/кг) * 50 кг = 226000 кДж

Итоговое количество теплоты, необходимое для нагревания 50 кг льда от -20 до 0 °C, составит: Q = Q1 + Q2 = 16700 кДж + 226000 кДж = 242700 кДж

Таким образом, для нагревания 50 кг льда от -20 до 0 °C потребуется 242700 кДж теплоты.

Для того чтобы рассчитать количество теплоты, необходимое для нагревания льда от -20°C до 0°C, можно воспользоваться следующей формулой:

[ Q = mc\Delta T ]

где:

• ( Q ) — количество теплоты (в джоулях),
• ( m ) — масса льда (в килограммах),
• ( c ) — удельная теплоёмкость льда (в джоулях на килограмм на градус Цельсия),
• ( \Delta T ) — изменение температуры (в градусах Цельсия).

Удельная теплоёмкость льда приблизительно равна 2100 Дж/(кг·°C). Итак, подставим значения в формулу для расчёта количества теплоты, необходимого для нагрева 50 кг льда от -20°C до 0°C:

[ m = 50 \, \text{кг} ] [ c = 2100 \, \text{Дж/(кг·°C)} ] [ \Delta T = 0°C - (-20°C) = 20°C ]

[ Q = 50 \, \text{кг} \times 2100 \, \text{Дж/(кг·°C)} \times 20°C = 2100000 \, \text{Дж} ]

Таким образом, для нагревания 50 кг льда от -20°C до 0°C потребуется 2100000 джоулей теплоты.