В морозильной камере, потребляющей из сети мощность 100 Вт, находится 20 кг воды при температуре 0°C....

Тематика Физика
Уровень 5 - 9 классы
теплота плавления льда замерзание воды мощность морозильной камеры количество теплоты окружающая среда 20 кг воды температура 0°C физика энергия теплопередача
0

В морозильной камере, потребляющей из сети мощность 100 Вт, находится 20 кг воды при температуре 0°C. За 1 час вся вода замерзла. Какое количество теплоты за это время выделилось в окружающую среду? Теплота плавления льда 330 кДж/кг.

avatar
задан 2 месяца назад

3 Ответа

0

Для того чтобы вся вода замерзла, необходимо извлечь из неё теплоту, равную теплоте плавления льда. Теплота плавления льда составляет 330 кДж/кг. У нас есть 20 кг воды, поэтому общее количество теплоты, которое нам необходимо извлечь из воды, равно:

330 кДж/кг * 20 кг = 6600 кДж

Так как вся вода замерзла за 1 час, то мощность, с которой извлекается теплота, равна 100 Вт. Зная, что 1 кВт = 1000 Вт, можно перевести мощность в кВт:

100 Вт = 0.1 кВт

Теперь мы можем найти количество энергии, выделившейся в окружающую среду за 1 час:

0.1 кВт 1 час = 0.1 кВт 3600 с = 360 кДж

Таким образом, за 1 час в окружающую среду выделилось 360 кДж теплоты.

avatar
ответил 2 месяца назад
0

Для того чтобы ответить на этот вопрос, нужно понять процесс, который происходит в морозильной камере. Вода при температуре 0°C замерзает, превращаясь в лёд, и при этом выделяется определённое количество теплоты.

Дано:

  • Масса воды ( m = 20 ) кг
  • Температура воды ( T = 0 )°C
  • Время ( t = 1 ) час ( = 3600 ) секунд
  • Мощность морозильной камеры ( P = 100 ) Вт
  • Теплота плавления льда ( \lambda = 330 ) кДж/кг ( = 330 \times 10^3 ) Дж/кг
  1. Рассчитаем количество теплоты, необходимое для замерзания 20 кг воды.

Количество теплоты, необходимое для плавления или замерзания, можно рассчитать по формуле: [ Q = m \lambda ]

Подставим известные значения: [ Q = 20 \, \text{кг} \times 330 \times 10^3 \, \text{Дж/кг} = 6600 \times 10^3 \, \text{Дж} = 6.6 \times 10^6 \, \text{Дж} ]

Таким образом, для замерзания 20 кг воды при 0°C выделяется ( 6.6 \times 10^6 ) Дж теплоты.

  1. Проверим, сколько теплоты выделяет морозильная камера за 1 час.

Мощность морозильной камеры ( P = 100 ) Вт означает, что она потребляет 100 Дж энергии в секунду. За время ( t = 3600 ) секунд она потребит: [ E = P \times t = 100 \, \text{Вт} \times 3600 \, \text{с} = 360000 \, \text{Дж} = 3.6 \times 10^5 \, \text{Дж} ]

Морозильная камера потребляет 360000 Дж энергии за 1 час. Однако это не та энергия, которая выделяется при замерзании воды. Потребляемая энергия используется для работы компрессора и других компонентов системы охлаждения.

  1. Количество теплоты, выделяющееся в окружающую среду.

Мы уже выяснили, что для замерзания воды выделяется ( 6.6 \times 10^6 ) Дж теплоты. Эта теплота передается в окружающую среду через теплообменник морозильной камеры.

Таким образом, количество теплоты, выделившееся в окружающую среду за 1 час, составляет ( 6.6 \times 10^6 ) Дж.

avatar
ответил 2 месяца назад
0

Для замерзания 20 кг воды при температуре 0°C потребуется 6600 кДж теплоты.

avatar
ответил 2 месяца назад

Ваш ответ

Вопросы по теме