Лёдогенератор производит 50 кг водяного льда в час. какое количество вещества необходимо подавать за сутки в лёдогенератор для производства льда? начальная температура воды перед охлаждением 20 °с, удельная теплота кристаллизации воды 340 кдж/кг, удельная теплоёмкость воды 4200 дж / (кг × °с). вещество имеет удельную теплоёмкость 3250 дж / (кг × °с) и нагревается в процессе теплообмена на 20 °с. а) 326 кг б) 3914 кг в) 7828 кг г) 652 кг !

Лёд нагревается от -20оС (-30оС) до 0оС, плавится при 0оС, полученная вода нагревается от 0оС до 15оС (20оС).

Для решения этой задачи нам понадобится знание формулы теплообмена и закона сохранения энергии.

По заданию, лёдогенератор производит 50 кг льда в час, что означает, что он потребляет определенное количество теплоты для охлаждения воды до температуры замерзания. Нам нужно вычислить, сколько вещества (воды) нам необходимо подавать за сутки в лёдогенератор для производства такого количества льда.

Шаг 1: Определение количества теплоты, необходимого для замерзания 1 кг воды

Удельная теплота кристаллизации воды (теплота, необходимая для замерзания 1 кг воды) составляет 340 кДж/кг. Это означает, что для замерзания 1 кг воды нужно 340 кДж теплоты.

Шаг 2: Количествo теплоты, необходимое для замерзания 50 кг воды

Теперь, чтобы определить, сколько теплоты нам потребуется для замораживания 50 кг воды, мы можем умножить удельную теплоту кристаллизации на массу воды:

Теплота = удельная теплота кристаллизации × масса воды
Теплота = 340 кДж/кг × 50 кг
Теплота = 17000 кДж

Шаг 3: Количествo энергии, потребляемое для нагревания вещества

Вещество имеет удельную теплоемкость 3250 Дж / (кг × °С) и нагревается на 20 °С. Для определения количества энергии, потребляемой для нагревания 1 кг вещества на 20 °С, мы можем умножить удельную теплоемкость на массу и изменение температуры:

Энергия = удельная теплоемкость × масса × изменение температуры
Энергия = 3250 Дж / (кг × °С) × 50 кг × 20 °С
Энергия = 3250 Дж / °C × 50 кг × 20 °С
Энергия = 3 250 000 Дж

Шаг 4: Общая теплота, потребляемая за сутки

Теперь мы можем определить общее количество энергии, потребляемое лёдогенератором за сутки, складывая теплоту, необходимую для замерзания 50 кг воды, и энергию, потребляемую для нагревания вещества:

Общая теплота = Теплота + Энергия
Общая теплота = 17000 кДж + 3 250 000 Дж
Общая теплота = 17000000 Дж + 3250000 Дж
Общая теплота = 20 200 000 Дж

Шаг 5: Перевод общей теплоты в количество вещества

Теперь нам нужно перевести общую теплоту в количество вещества. Для этого мы используем удельную теплоемкость воды, которая составляет 4200 Дж / (кг × °C).

Количество вещества = Общая теплота / (масса воды × удельная теплоемкость воды)
Количество вещества = 20 200 000 Дж / (50 кг × 4200 Дж / (кг × °C))
Количество вещества = 20 200 000 Дж / (50 кг × 4200 Дж / (кг × °C))
Количество вещества = 20 200 000 Дж / (50 кг × 4200 Дж / (кг × °C))
Количество вещества = 20 200 000 Дж / 210 000 Дж/°C/кг
Количество вещества = 96 кг

Итак, для производства льда в лёдогенераторе нужно подавать 96 кг воды за сутки.

Ответ: г) 96 кг