1) Какое количество теплоты нужно затратить, чтобы 6 кг льда при - 20 градусов обратить в пар с температурой 100 градусов? Удельная теплоемкость воды равна 4200 Дж / (кг*С) С-градусов Цельсия, удельная теплоемкость льда-2100 Дж / (кг/С), дельная теплота плавления льда-340 кДж/кг, удельная теплота парообразования воды-2,3 МДж/кг.

Дано:

m = 6 килограмм - масса льда;

T0 = - 20 градусов Цельсия - начальная температура льда;

T1 = 0 градусов Цельсия - температура плавления льда;

T2 = 100 градусов Цельсия - температура кипения воды;

с1 = 2100 Дж / (кг*С) - удельная теплоемкость льда;

c2 = 4200 Дж/кг*С) - удельная теплоемкость воды;

q1 = 340 кДж/кг = 34 * 10^4 Дж/кг - удельная теплота плавления льда;

q2 = 2,3 МДж/кг = 2,3 * 10^6 Дж/кг - удельная теплота парообразования воды.

Требуется определить Q (Джоуль) - количество теплоты, которая потребуется чтобы превратить лед массой m в воду.

Чтобы нагреть лед до точки плавления, потребуется теплота:

Q1 = c1 * m * (T1 - T0) = 2100 * 6 * 20 = 252000 Джоулей.

Чтобы расплавить лед, потребуется теплота:

Q2 = q1 * m = 34 * 10^4 * 6 = 204 * 10^4 = 2040000 Джоулей.

Чтобы нагреть полученную воду до точки кипения, потребуется теплота:

Q3 = c2 * m * (T2 - T1) = 4200 * 6 * 100 = 2520000 Джоулей.

Чтобы превратить нагретую воду в пар, потребуется теплота:

Q4 = q2 * m = 2,3 * 10^6 * 6 = 13,8 * 10^6 = 13800000 Джоулей.

Всего потребуется энергии:

Q = Q1 + Q2 + Q3 + Q4 = 252000 + 2040000 + 2520000 + 13800000 = 18612000 Джоулей =

= 18,6 МДж.

Ответ: потребуется энергия, равная 18,6 МДж.