Рассчитайте энергию нужную для получения 5 кг воды температурой 20°C из льда, находящегося при температуре -20°C.

Предыдущий
вопрос Следующий
вопрос

Для решения этой задачи используем уравнение теплового баланса:

Q = m1 c (Tf - Ti) + m2 * L

где:
Q - тепловая энергия, необходимая для нагревания или охлаждения;
m1 - масса вещества, которое нагреваем или охлаждаем (льда);
c - удельная теплоемкость вещества (для льда 2.1 Дж/(кг·°C));
Tf - конечная температура (20°C);
Ti - начальная температура (-20°C);
m2 - масса вещества, которое плавим или замерзаем (воды);
L - удельная теплота плавления или кристаллизации (для льда 334 Дж/г).

Переведем все величины в одни единицы:

m1 = 5 кг = 5000 г,
m2 = 5 кг = 5000 г,
c = 2.1 Дж/(г·°C),
Tf = 20°C,
Ti = -20°C,
L = 334 Дж/г.

Подставляем значения в уравнение:

Q = 5000 г 2.1 Дж/(г·°C) (20°C - (-20°C)) + 5000 г 334 Дж/г = 5000 г 2.1 Дж/(г·°C) 40°C + 5000 г 334 Дж/г = 42000 Дж/°C * 40°C + 1670000 Дж = 1680000 Дж + 1670000 Дж = 3350000 Дж.

Таким образом, энергия, необходимая для получения 5 кг воды температурой 20°C из льда, находящегося при температуре -20°C, составляет 3350000 Дж.