Сколько энергии потребуется для полного расплавления и превращения в пар куска льда массой 2, 5 кг, взятого при температуре -20 градусов? (удельная теплоемкость льда 2100 дж/кг градусов, удельная теплота плавления льда 340 кдж/кг, удельная теплота парообразования воды 23 мдж/кг.)

Дано:
m=2,5Кг
t= -20
c=2100
λ=340кДж=340000Дж
L=23МДж=23000000Дж

∑ E - ? 

Необходимо понимать, что так взять кусок льда и превратить в пар мы не можем: нужно рассчитать каждое явление: нагревание льда, плавление льда, нагревание воды, парообразование
Мы имеем лёд массой 2,5 кг и его температура составляет - 20c.
Значит, чтобы его расплавить, нужно нагреть до температуры плавления - 0С
Давайте приступим.
Q=CM(t2-t1)
C - удельная теплоемкость, M - масса, Δt - разница температур
Q= 2100*2,5*(-20)=-105000 Дж
Нагрели, вперёд плавить!
Q= λm
λ - удельная теплота плавления; m - масса
Q=340000*2,5=850000 Дж
Расплавили, получили водицу. Греем воду до температуры кипения, так как при ней начинается парообразование
Q=cmΔt
Q=4200(теплоемкость воды)*2,5*100=1050000Дж
Вода кипит, давайте парить
Q=Lm
L - удельная теплота парообразования
Q=23000000*2,5=57500000 Дж
Отлично, вода как испарилась, хотя она и так испарилась ☻

Сколько теплоты выделилось при всех этих процессах?
Считаем
Q1+Q2+Q3+Q4=0
-105000+850000+1050000+57500000=
59295000 Дж=59,3 МДж

ответы:

 

А.1. 2) плавление

А.2. 2) сила

А.3. 1) килограмм

 
А.4. 4) 15±0,5 см

А.5. 2) в твёрдом

 

А.7. 2) 146г

 

А.8. С какой силой притягивается к земле тело массой 5 кг?
3) 50 Н

А.9. 4) 100000 Па

А.10. 4) на все три тела архимедова сила действует одинаково.

А.11. 2) больше, чем у вершины;

А.12. 2) манометром

А.13. 3) трактор тянет прицеп

 

А.14. 2) Вагон.

А.15. 2) 12 кг

А.16. 2) Сила упругости

А.17. 3) 60 кПа

А.18. 1) Уменьшится

А.19. 2) 30900 Па

А.20. 2) 1620 Дж

А.21. 1) Диффузией

А.22. 3) 2750 Н

А.23. 1) 800Н

 

А.24. 1) Увеличится в 2 раза

 

А.25. 1) 2 МН

 

А.26. 1) 320 кПа

 

А.27. 3) рассвет

А.28. 3) термометр

А.29. 1) диффузия

А.30. 1) S/t

А.31. 2) килограммах

А.32. 4) 5 кг/м3

А.33.1) с которой тело притягивается к Земле

А.34. 2) 360Н

р = 400 кПа = 400000 Н

F2 ( сила действующая на меньший поршень ) = 200 Н

S1 ( площадь большего поршня ) = 0,04 м²

а ) F1 - ?

б ) ( S1 ) / ( S2 ) - ?

p = const = 400000 Н

р = F / S

F = pS

S = F / p

а ) F1 ( сила действующая на больший поршень ) = p * S1

F1 = 400000 * 0,04 = 16000 Н

б ) S2 ( площадь меньшего поршня ) = F2 / p

S2 = 200 / 400000 = 0,0005 м²

выигрыш в силе равен отношению площадей большего к меньшему поршней

выигрыш в силе = S1 / S2

выигрыш в силе = 0,04 / 0,0005 = 80 раз

ответ : а ) 16000 Н = 16 кН

б ) 80 раз