Global EE

Агрегатные… — Задание Физика 8 Класс №00049428

Задание №11. Задания из Сборников и Задачников

Агрегатные Состояния Вещества

№2. Задание без номера

ID: 00049428

Какое количество теплоты выделят $15\text{ кг}$ воды, взятой при температуре $20\ {}^\circ\text{С}$, превратившись в лёд при температуре $0\ {}^\circ\text{С}$? Начертите примерный график охлаждения и кристаллизации воды.

Удельная теплоёмкость воды $4200\ \dfrac{\text{Дж}}{\text{кг}\cdot{}^\circ\text{С}}$, удельная теплота плавления льда $34\cdot 10^{4}\ \dfrac{\text{Дж}}{\text{кг}}$.

В поле ответа запишите только число; график постройте для себя на черновике и сверьте с разбором.

Ответ дайте в МДж.

Источник: Сборник дидактических материалов Пёрышкина

Решение

Вода тёплая, замёрзнуть сразу она не может. Сначала она остывает до $0\ {}^\circ\text{С}$, и только потом кристаллизуется. На обоих этапах теплота выделяется.

Охлаждение: температура падает на $20$ градусов, и работает теплоёмкость именно воды, потому что льда ещё нет:

$$Q_1=cm\Delta t=4200\cdot 15\cdot 20=1\,260\,000\text{ Дж}$$

Кристаллизация: температура стоит на нуле, выделяется столько же теплоты, сколько нужно на плавление того же льда:

$$Q_2=\lambda m=340\,000\cdot 15=5\,100\,000\text{ Дж}$$

Всего:

$$Q=Q_1+Q_2=6\,360\,000\text{ Дж}=6{,}36\text{ МДж}$$

Заметь: лёд дальше не охлаждается, по условию он остаётся при $0\ {}^\circ\text{С}$.

График: наклонный отрезок вниз от $20\ {}^\circ\text{С}$ до $0\ {}^\circ\text{С}$, затем горизонтальный на нуле.

Сверка: кристаллизация даёт в $\dfrac{5\,100\,000}{1\,260\,000}\approx 4$ раза больше теплоты, чем остывание на $20$ градусов. Так и должно быть: теплоты кристаллизации одного килограмма хватило бы, чтобы остудить его примерно на $81$ градус, а здесь остывание всего на $20$.

Ответ

6,36
Другие задания по теме «Агрегатные Состояния Вещества» (8)