Задачи › Количество теплоты, уравнение теплового баланса

Лёд в пар

  1. Лёд в пар

    Ведомственная 2019/20, 8 кл.
    2/10

    Какое количество теплоты \(Q\) нужно сообщить \(m = 2{,}0\) кг льда, взятого при температуре \(t_н = -10\,^\circ\text{C}\), чтобы лед расплавить (\(t_{пл} = 0\,^\circ\text{C}\)), а полученную воду нагреть до кипения (\(t_{пр} = 100\,^\circ\text{C}\)) и выпарить? Удельная теплоемкость льда \(c_л = 2{,}10\cdot10^3~\text{Дж/(кг}\cdot\text{К)}\). Удельная теплоемкость воды \(c_в = 4{,}19\cdot10^3~\text{Дж/(кг}\cdot\text{К)}\). Удельная теплота плавления льда \(\lambda_л = 3{,}35\cdot10^5~\text{Дж/кг}\). Удельная теплота парообразования воды \(r_в = 22{,}60\cdot10^5~\text{Дж/кг}\).

    ▶Показать разборСкрыть разбор
    Подсказка

    Разбейте процесс на четыре этапа: нагревание льда до нуля, плавление, нагревание воды до кипения, парообразование. Сложите количества теплоты на каждом этапе.

    Ответ

    \(Q = c_л m(t_{пл} - t_н) + \lambda_л m + c_в m(t_{пр} - t_{пл}) + r_в m = 6\) МДж.

    Решение

    Закон сохранения энергии для этого процесса: \[Q = c_л m(t_{пл} - t_н) + \lambda_л m + c_в m(t_{пр} - t_{пл}) + r_в m.\] Первое слагаемое — тепло, необходимое для нагревания льда от начальной температуры до температуры плавления. Второе — тепло для плавления льда и превращения его в воду. Третье — тепло для нагревания воды до температуры кипения. Четвёртое — тепло для выпаривания воды и превращения её в пар. Подставляя численные данные, получаем \(Q = 6\) МДж.

    Вся олимпиада на сайте

    Страница задачиОшибка в задаче?

Похожие задачи

наверх