Задача 2. Какое количество энергии необходимо для превращения 5 кг льда, взятого при -10°С, в воду с температурой 60°? Нагрев льда до температуры 0. Q1 = C1 * m * (t2 – t1) = 2100 * 5 * (0 – (-10)) = 105000 Дж. Плавление льда. Q2 = λ * m = 3,4 * 10^5 * 5 = 1700000 Дж. Нагрев воды до 60 градусов. Q3 = C2 * m * (t2 – t1) = 4200 * 5 * 60 = 1260000 Дж. Q = Q1 + Q2 + Q3 = 3065000 Дж = 3,065 МДж. Задача 3. Какое количество теплоты надо израсходовать, чтобы превратить в пар 20 г глицерина, взятого при 20°С? Температура кипения глицерина 290. Нагрев глицерина до температуры кипения. Q1 = C * m * (t2 – t1) = 2400 * 0,02 * (290 – 20) = 12960 Дж. Превращение в пар глицерина. Q2 = L * m = 8,3 * 10^5 * 0,02 = 16600 Дж. Q = Q1 + Q2 = 12960 + 16600 = 29560 Дж. Задача 4. В воду массой 400 г и температурой 10 °С впустили 10 г водяного пара с температурой 100 °С. Определите, какая температура установится в сосуде. Уравнение теплового баланса: Q1 + Q2 = Q3. Конденсация пара Q1 = L * m = 2,3 * 10^6 * 0,01 = 23000 Дж. Охлаждение образовавшейся воды от 0 до t. Q2 = C * m * (100 – t) = 4200 * 0,01 * (100 – t) = 42 * (100 – t) = 4200 – 42 * t Дж. Нагрев воды от 10 до t. Q3 = C * m * (t – 10) = 4200 * 0,4 * (t – 10) = 1680 * (t – 10) = 1680 * t – 16800 Дж. 1680 * t – 16800 = 4200 – 42 * t + 23000; 1722 * t = 44000; t = 25,5. Задача 5. Кусок льда массой 8 кг имеет температуру 0 °С. Его начинают плавить, сжигая керосин. Что будет в сосуде, когда сгорит 100 г керосина? Определим количество тепла, выделенное при сгорании 100 г керосина. Q1 = q * m1 = 43 * 10^6 * 0,1 = 4300000 Дж. Количество тепла, необходимое для плавления 8 кг льда. Q2 = L * m2 = 3,3 * 10^5 * 8 = 2640000 Дж. Q = Q1 – Q2 = 4300000 – 2460000 = 1840000 Дж. Q = C * m2 * t. 4200 * 8 * t = 1840000; t = 1840000/4200 * 8 ≈ 55.
