На фотографии изображен задачник по физике, и вот текст задачи:
"Алёша проводил опыты со льдом и водой, нагревая их на электроплитке в закрытой алюминиевой кружке. Оказалось, что для плавления 0,3 кг льда, находящегося при 0 °C, требуется 700 секунд, а для нагревания такой же массы воды на 30 °C необходимо 280 секунд. Алёша предположил, что мощность плитки постоянна, и что все количество теплоты, поступающее от плитки, идет на плавление льда (или нагревание воды). Зная, что удельная теплоемкость воды 4200 Дж/(кг*°C), помогите Алеше определить по полученным экспериментальным данным удельную теплоту плавления льда."
Давай разбираться с этой задачей. Сначала вычислим мощность электроплитки при нагревании воды, поскольку мы знаем удельную теплоемкость воды. Поскольку мощность плитки постоянна, то эта мощность будет одной и той же и для плавления льда.
Формула для расчета количества теплоты при нагревании: Q = cmΔT, где
c - удельная теплоемкость воды,
m - масса воды,
ΔT - изменение температуры.
Q_воды = 4200 Дж/(кг*°C) * 0,3 кг * 30 °C = 37800 Дж.
Теперь вычислим мощность плитки. Формула мощности: P = Q/t, где
Q - количество теплоты,
t - время, за которое она была передана.
P = 37800 Дж / 280 с = 135 Дж/с.
Теперь, когда мы знаем мощность плитки, мы можем использовать эту мощность, чтобы найти удельную теплоту плавления льда.
Q_льда = P * t_плавления = 135 Дж/с * 700 с = 94500 Дж.
Удельная теплота плавления льда (λ) - это количество теплоты, необходимое для превращения 1 кг льда в воду при его температуре плавления. Формула для расчета удельной теплоты плавления:
λ = Q_льда / m.
λ = 94500 Дж / 0,3 кг = 315000 Дж/кг.
Итак, удельная теплота плавления льда составляет 315000 Дж/кг.
