Скільки тепла потрібно додати для того, щоб розплавити 5 кг льоду при температурі -10 °С, нагріти отриману воду до 100

Объяснение:
Для решения этой задачи мы должны учесть три этапа: плавление льда, нагревание воды и испарение воды.

1. Фаза плавления: Для перевода льда в воду нужно добавить тепло, используя формулу Q1 = m * L, где Q1 — тепло, m — масса вещества (в данном случае льда), L — удельная теплота плавления. Удельная теплота плавления для льда равна 334 кДж/кг.

Q1 = 5 кг * 334 кДж/кг = 1670 кДж

2. Фаза нагревания: Для нагревания полученной воды до 100 °C, мы должны использовать формулу Q2 = m * c * ΔT, где Q2 — тепло, m — масса вещества (в данном случае вода), c — удельная теплоемкость воды, ΔT — изменение температуры.

ΔT = 100 °C — 0 °C = 100 °C
c — удельная теплоемкость воды — 4,18 кДж/кг °C

Q2 = 5 кг * 4,18 кДж/кг °C * 100 °C = 2090 кДж

3. Фаза испарения: Для перехода воды в пар необходимо добавить тепло, используя формулу Q3 = m * L, где Q3 — тепло, m — масса вещества (в данном случае вода), L — удельная теплота испарения. Удельная теплота испарения для воды равна 2260 кДж/кг.

Q3 = 5 кг * 2260 кДж/кг = 11300 кДж

Итого:

Общее количество тепла, необходимое для выполнения всех трех фаз, равно сумме полученных результатов:
1670 кДж + 2090 кДж + 11300 кДж = 15060 кДж

Совет: Для лучшего понимания темы теплоты фазовых переходов, рекомендуется ознакомиться с концепцией удельной теплоты плавления и удельной теплоты испарения. Также полезно понять разницу между удельной теплоемкостью и удельной теплотой плавления/испарения.

Упражнение: Какое количество тепла потребуется для перевода 10 кг свинца из твердого состояния в жидкое состояние при его температуре плавления (-38,9 °C)? Удельная теплота плавления свинца составляет 24,5 кДж/кг. Ответ представьте в кДж.