Ванну ёмкостью 85 л необходимо заполнить водой, имеющей температуру 30°С, используя воду при 80°С и лёд при температуре -20°С Удельная теплота плавления льда 340 кДж/кг, удельная теплоёмкость льда 2100 Дж/кг•К, удельная теплоёмкость воды 4200 Дж/кг•К, удельная теплота парообразования воды 2,3 МДж/кг. Рассчитанные значения количества теплоты выразите в кДж. ответ округлить до целых. Определите массу льда в кг, который следует положить в ванну? Число Определите количество теплоты Q1, необходимое для нагревания льда до 0°С, количество теплоты Q2, необходимое для плавления льда, и количество теплоты Q3, затраченное на нагревание воды, полученной изо льда, до 30°С. ответ укажите в полях последовательно - Q1, Q2, Q3. Число Число Число
Для решения данной задачи поступим следующим образом:
1. Определим массу воды, которая нужна для заполнения ванны объемом 85 литров.
Масса воды равна ее плотности умноженной на объем:
Плотность воды равна 1000 кг/м³ (плотность воды по определению равна 1 г/см³, что соответствует 1000 кг/м³).
Тогда масса воды будет:
Масса воды = объем * плотность = 85 л * 1000 кг/м³ = 85 кг.
2. Определим массу воды, которую нужно нагреть с температуры -20°C до 0°C.
Для этого воспользуемся формулой:
Q = m * c * Δt,
где Q - количество теплоты, m - масса вещества, c - удельная теплоёмкость вещества, Δt - изменение температуры.
Масса льда будет равна массе воды, так как лед плавится при 0°C и превращается в воду:
Масса льда = 85 кг.
Определим количество теплоты Q1, необходимое для нагревания льда до 0°C:
Q1 = m * c * Δt = 85 кг * 2100 Дж/кг•K * (0°C - (-20°C)) = 3 570 000 Дж = 3 570 кДж.
3. Определим количество теплоты Q2, необходимое для плавления льда:
Для плавления льда используется формула:
Q = m * L,
где Q - количество теплоты, m - масса вещества, L - удельная теплота плавления вещества.
Удельная теплота плавления льда равна 340 кДж/кг.
Тогда количество теплоты Q2, необходимое для плавления льда, будет:
Q2 = m * L = 85 кг * 340 кДж/кг = 28 900 кДж.
4. Определим количество теплоты Q3, затраченное на нагревание полученной из льда воды до 30°C.
Для этого воспользуемся формулой:
Q = m * c * Δt,
где Q - количество теплоты, m - масса вещества, c - удельная теплоёмкость вещества, Δt - изменение температуры.
Масса полученной из льда воды будет равна массе льда, так как всё лед полностью превращается в воду:
Масса полученной из льда воды = 85 кг.
Определим количество теплоты Q3, затраченное на нагревание полученной из льда воды до 30°C:
Q3 = m * c * Δt = 85 кг * 4200 Дж/кг•K * (30°C - 0°C) = 10 710 000 Дж = 10 710 кДж.
Таким образом, ответы на задачу:
- Масса льда, который следует положить в ванну, составляет 85 кг.
- Количество теплоты Q1, необходимое для нагревания льда до 0°C, равно 3 570 кДж.
- Количество теплоты Q2, необходимое для плавления льда, равно 28 900 кДж.
- Количество теплоты Q3, затраченное на нагревание полученной из льда воды до 30°C, равно 10 710 кДж.
Объяснение:ROAD TO THE DREAM
1. Определим массу воды, которая нужна для заполнения ванны объемом 85 литров.
Масса воды равна ее плотности умноженной на объем:
Плотность воды равна 1000 кг/м³ (плотность воды по определению равна 1 г/см³, что соответствует 1000 кг/м³).
Тогда масса воды будет:
Масса воды = объем * плотность = 85 л * 1000 кг/м³ = 85 кг.
2. Определим массу воды, которую нужно нагреть с температуры -20°C до 0°C.
Для этого воспользуемся формулой:
Q = m * c * Δt,
где Q - количество теплоты, m - масса вещества, c - удельная теплоёмкость вещества, Δt - изменение температуры.
Масса льда будет равна массе воды, так как лед плавится при 0°C и превращается в воду:
Масса льда = 85 кг.
Определим количество теплоты Q1, необходимое для нагревания льда до 0°C:
Q1 = m * c * Δt = 85 кг * 2100 Дж/кг•K * (0°C - (-20°C)) = 3 570 000 Дж = 3 570 кДж.
3. Определим количество теплоты Q2, необходимое для плавления льда:
Для плавления льда используется формула:
Q = m * L,
где Q - количество теплоты, m - масса вещества, L - удельная теплота плавления вещества.
Удельная теплота плавления льда равна 340 кДж/кг.
Тогда количество теплоты Q2, необходимое для плавления льда, будет:
Q2 = m * L = 85 кг * 340 кДж/кг = 28 900 кДж.
4. Определим количество теплоты Q3, затраченное на нагревание полученной из льда воды до 30°C.
Для этого воспользуемся формулой:
Q = m * c * Δt,
где Q - количество теплоты, m - масса вещества, c - удельная теплоёмкость вещества, Δt - изменение температуры.
Масса полученной из льда воды будет равна массе льда, так как всё лед полностью превращается в воду:
Масса полученной из льда воды = 85 кг.
Определим количество теплоты Q3, затраченное на нагревание полученной из льда воды до 30°C:
Q3 = m * c * Δt = 85 кг * 4200 Дж/кг•K * (30°C - 0°C) = 10 710 000 Дж = 10 710 кДж.
Таким образом, ответы на задачу:
- Масса льда, который следует положить в ванну, составляет 85 кг.
- Количество теплоты Q1, необходимое для нагревания льда до 0°C, равно 3 570 кДж.
- Количество теплоты Q2, необходимое для плавления льда, равно 28 900 кДж.
- Количество теплоты Q3, затраченное на нагревание полученной из льда воды до 30°C, равно 10 710 кДж.