В полярных условиях пресную воду добывают из льда.Сколько каменного угля нужно расходы, чтобы 5 кг льда взятого при -10 градусов превратилось в воду при 15 градусов

Предыдущий
вопрос Следующий
вопрос

Для того чтобы превратить лёд в воду, нужно не только тепло, но и время. Поскольку не указана теплота плавления льда, предположим, что для превращения 1 кг льда в 1 кг воды при температуре 0°C необходимо 334 кДж тепла.

Теплоемкость льда: 2.1 кДж/(кг·К)
Теплоемкость воды: 4.18 кДж/(кг·К)

Q1 = mcΔT, где
m - масса льда (5 кг),
c - теплоемкость льда (2.1 кДж/(кг·К)),
ΔT - изменение температуры (15°C - (-10°C) = 25 К).

Q1 = 5 кг 2.1 кДж/(кг·К) 25 К = 262.5 кДж

Q2 = m*λ, где
λ - теплота плавления льда (334 кДж).

Q2 = 5 кг * 334 кДж = 1670 кДж

Q3 = mcΔT, где
c - теплоемкость воды (4.18 кДж/(кг·К)),
ΔT - изменение температуры (15°C - 0°C = 15 К).

Q3 = 5 кг 4.18 кДж/(кг·К) 15 К = 313.5 кДж

Итак, общее количество тепла, необходимое для превращения 5 кг льда при -10°C в воду при 15°C, составляет:

Q = Q1 + Q2 + Q3 = 262.5 кДж + 1670 кДж + 313.5 кДж = 2246 кДж.

Теплота сгорания 1 кг каменного угля составляет примерно 30 МДж/kg, следовательно, для получения 2246 кДж тепла понадобится:

2246 кДж / 30 МДж/kg = 0.075 кг каменного угля.

Таким образом, для превращения 5 кг льда при -10°C в воду при 15°C потребуется приблизительно 0.075 кг каменного угля.