Рассчитайте энергию, необходимую для получения 5 кг воды при температуре 20 градусов по Цельсию из льда,...

Для получения 5 кг воды при температуре 20 градусов Цельсия из льда, взятого при температуре 0 градусов Цельсия, сначала необходимо превратить лед в воду, затем нагреть полученную воду до нужной температуры.

1. Для превращения льда в воду необходимо затратить энергию на плавление. Энергия плавления льда составляет 334 дж/г. Таким образом, для плавления 5 кг льда потребуется:

Энергия = масса энергия плавления Энергия = 5 кг 334 Дж/г * 1000 г/кг = 1 670 000 Дж

1. Затем необходимо нагреть полученную воду до температуры 20 градусов Цельсия. Для этого используем удельную теплоемкость воды, которая составляет 4,186 Дж/(г*С). Разница температур составляет 20 градусов. Таким образом, энергия для нагрева воды будет:

Энергия = масса удельная теплоемкость разница температур Энергия = 5 кг 4,186 Дж/(гС) * 20 градусов = 418,6 кДж

Таким образом, общая энергия, необходимая для получения 5 кг воды при температуре 20 градусов Цельсия из льда, взятого при температуре 0 градусов Цельсия, составляет 1 670 000 Дж + 418,6 кДж = 1 670 418,6 Дж.

Для того чтобы рассчитать энергию, необходимую для получения 5 кг воды при температуре 20 градусов Цельсия из льда, взятого при температуре 0 градусов Цельсия, нам нужно учитывать несколько этапов:

1. Плавление льда при температуре 0 градусов Цельсия до воды при 0 градусах Цельсия.
2. Нагревание полученной воды от 0 до 20 градусов Цельсия.

Первый этап: плавление льда. Для плавления льда используется теплота плавления льда, которая равна 334 кДж/кг. Это количество энергии, необходимое для превращения 1 кг льда в воду при постоянной температуре 0 градусов Цельсия.

Энергия, необходимая для плавления 5 кг льда: [ Q_1 = m \cdot \lambda ] где:

• ( m ) — масса льда (5 кг),
• ( \lambda ) — удельная теплота плавления льда (334 кДж/кг).

[ Q_1 = 5 \, \text{кг} \times 334 \, \text{кДж/кг} = 1670 \, \text{кДж} ]

Второй этап: нагревание воды. Для нагревания воды используется удельная теплоемкость воды, которая равна 4.18 кДж/(кг·°C). Это количество энергии, необходимое для повышения температуры 1 кг воды на 1 градус Цельсия.

Энергия, необходимая для нагревания 5 кг воды от 0 до 20 градусов Цельсия: [ Q_2 = m \cdot c \cdot \Delta T ] где:

• ( m ) — масса воды (5 кг),
• ( c ) — удельная теплоемкость воды (4.18 кДж/(кг·°C)),
• ( \Delta T ) — изменение температуры (20 °C).

[ Q_2 = 5 \, \text{кг} \times 4.18 \, \text{кДж/(кг·°C)} \times 20 \, \text{°C} = 418 \, \text{кДж} ]

Теперь суммируем энергию, необходимую для двух этапов: [ Q_{\text{total}} = Q_1 + Q_2 ]

[ Q_{\text{total}} = 1670 \, \text{кДж} + 418 \, \text{кДж} = 2088 \, \text{кДж} ]

Итак, для превращения 5 кг льда при температуре 0 градусов Цельсия в воду при температуре 20 градусов Цельсия требуется 2088 кДж энергии.