В полярних умовах прісну воду добувають з льоду. Скільки камʼяного вугілля потрібно спалити, щоб 50 кг льоду при - 10°С перетворити на воду при температурі 15°С?

Для перетворення 50 кг льоду при -10°C на воду при температурі 15°C потрібно спалити певну кількість кам'яного вугілля. Щоб вирішити цю задачу, спочатку розрахуємо кількість тепла, яка потрібна для розігрівання льоду до 0°C, потім перетворення льоду в воду при 0°C і, нарешті, розігрівання води до 15°C. 1. Розігрівання льоду з -10°C до 0°C: Q1 = m * c * Δt, де m - маса льоду, c - теплоємність льоду, Δt - зміна температури. Q1 = 50 кг * 2,1 кДж/(кг*°C) * (0°C - (-10°C)) = 1050 кДж. 2. Перетворення льоду в воду при 0°C: Q2 = m * Lf, де Lf - теплота плавлення льоду. Q2 = 50 кг * 334 кДж/кг = 16700 кДж. 3. Розігрівання води від 0°C до 15°C: Q3 = m * c * Δt, де c - теплоємність води. Q3 = 50 кг * 4,18 кДж/(кг*°C) * (15°C - 0°C) = 3135 кДж. Підсумовуючи усі ці кількості тепла, отримані з кожного етапу, ми отримаємо загальну кількість тепла, яку потрібно надати для цієї перетворення. Тепер можна розрахувати, скільки кам'яного вугілля потрібно спалити, знаючи вміст енергії вугілля.