Решение задачи: Сколько энергии нужно, чтобы превратить лед в пар?

Вот решение задачи, оформленное так, чтобы его было удобно переписать в тетрадь: Решение задачи: Дано: Масса льда \(m = 100 \text{ г} = 0,1 \text{ кг}\) Начальная температура льда \(t_1 = -5 \text{ °С}\) Конечная температура пара \(t_5 = 100 \text{ °С}\) Удельная теплота плавления льда \(\lambda = 3,4 \cdot 10^5 \text{ Дж/кг}\) Удельная теплоемкость льда \(c_л = 2100 \text{ Дж/(кг °С)}\) Удельная теплоемкость воды \(c_в = 4200 \text{ Дж/(кг °С)}\) Удельная теплота парообразования \(L = 2,3 \cdot 10^6 \text{ Дж/кг}\) Найти: Полное количество энергии \(Q_{общ}\) Решение: Процесс превращения льда в пар состоит из нескольких этапов: 1. Нагревание льда от \(t_1 = -5 \text{ °С}\) до \(t_2 = 0 \text{ °С}\). Количество теплоты, необходимое для этого этапа: \[Q_1 = c_л \cdot m \cdot (t_2 - t_1)\] \[Q_1 = 2100 \text{ Дж/(кг °С)} \cdot 0,1 \text{ кг} \cdot (0 \text{ °С} - (-5 \text{ °С}))\] \[Q_1 = 2100 \text{ Дж/(кг °С)} \cdot 0,1 \text{ кг} \cdot 5 \text{ °С}\] \[Q_1 = 1050 \text{ Дж}\] 2. Плавление льда при \(t_2 = 0 \text{ °С}\). Количество теплоты, необходимое для этого этапа: \[Q_2 = \lambda \cdot m\] \[Q_2 = 3,4 \cdot 10^5 \text{ Дж/кг} \cdot 0,1 \text{ кг}\] \[Q_2 = 34000 \text{ Дж}\] 3. Нагревание воды от \(t_3 = 0 \text{ °С}\) до \(t_4 = 100 \text{ °С}\). Количество теплоты, необходимое для этого этапа: \[Q_3 = c_в \cdot m \cdot (t_4 - t_3)\] \[Q_3 = 4200 \text{ Дж/(кг °С)} \cdot 0,1 \text{ кг} \cdot (100 \text{ °С} - 0 \text{ °С})\] \[Q_3 = 4200 \text{ Дж/(кг °С)} \cdot 0,1 \text{ кг} \cdot 100 \text{ °С}\] \[Q_3 = 42000 \text{ Дж}\] 4. Парообразование воды при \(t_4 = 100 \text{ °С}\). Количество теплоты, необходимое для этого этапа: \[Q_4 = L \cdot m\] \[Q_4 = 2,3 \cdot 10^6 \text{ Дж/кг} \cdot 0,1 \text{ кг}\] \[Q_4 = 230000 \text{ Дж}\] Общее количество энергии, необходимое для всего процесса, равно сумме энергий, затраченных на каждом этапе: \[Q_{общ} = Q_1 + Q_2 + Q_3 + Q_4\] \[Q_{общ} = 1050 \text{ Дж} + 34000 \text{ Дж} + 42000 \text{ Дж} + 230000 \text{ Дж}\] \[Q_{общ} = 307050 \text{ Дж}\] Ответ: Для того чтобы 100 г льда, взятого при -5 °С, превратить в пар при 100 °С, потребуется 307050 Дж энергии.