Определите, какое количество теплоты необходимо для превращения 1,2 кг льда, взятого при температуре (-15 оС), в пар при 100оС. Удельная теплота плавления льда 340 кДж/кг, удельная теплоемкость воды 4200 Дж/(кг оС), удельная теплоемкость льда 2100 Дж/(кг* оС), удельная теплота парообразования воды 2300 кДж/кг.

Для определения количества теплоты, необходимого для превращения 1,2 кг льда при -15 °С в пар при 100 °С, мы должны рассмотреть несколько этапов:

1. Нагрев льда от -15 °C до 0 °C.
2. Плавление льда в воду при 0 °C.
3. Нагрев воды от 0 °C до 100 °C.
4. Парообразование воды в пар при 100 °C.

Теперь рассчитаем количество теплоты для каждого из этих этапов.

1. Нагрев льда от -15 °C до 0 °C:

Используем формулу для расчета теплоты \( Q = mc\Delta T \), где:

• \( m = 1.2 \, \text{кг} \) (масса льда),
• \( c = 2100 \, \text{Дж/(кг °C)} \) (удельная теплоемкость льда),
• \( \Delta T = 0 - (-15) = 15 \, \text{°C} \) (изменение температуры).

\[ Q_1 = 1.2 \, \text{кг} \times 2100 \, \text{Дж/(кг °C)} \times 15 \, \text{°C} = 37800 \, \text{Дж} = 37.8 \, \text{kJ} \]

2. Плавление льда в воду при 0 °C:

Используем формулу для расчета теплоты плавления \( Q = mL \), где:

• \( L = 340 \, \text{кДж/кг} \) (удельная теплота плавления).

\[ Q_2 = 1.2 \, \text{кг} \times 340 \, \text{кДж/кг} = 408 \, \text{кДж} = 408 \, \text{kJ} \]

3. Нагрев воды от 0 °C до 100 °C:

Используя ту же формулу \( Q = mc\Delta T \):

• \( c = 4200 \, \text{Дж/(кг °C)} \) (удельная теплоемкость воды),
• \( \Delta T = 100 - 0 = 100 \, \text{°C} \).

\[ Q_3 = 1.2 \, \text{кг} \times 4200 \, \text{Дж/(кг °C)} \times 100 \, \text{°C} = 504000 \, \text{Дж} = 504 \, \text{kJ} \]

4. Парообразование воды в пар при 100 °C:

Используем формулу \( Q = mL \):

• \( L = 2300 \, \text{кДж/кг} \) (удельная теплота парообразования).

\[ Q_4 = 1.2 \, \text{кг} \times 2300 \, \text{кДж/кг} = 2760 \, \text{кДж} = 2760 \, \text{kJ} \]

Общее количество теплоты:

Теперь сложим все количества теплоты, чтобы найти общее: \[ Q_{total} = Q_1 + Q_2 + Q_3 + Q_4 \]

\[ Q_{total} = 37.8 \, \text{kJ} + 408 \, \text{kJ} + 504 \, \text{kJ} + 2760 \, \text{kJ} \]

\[ Q_{total} = 3705.8 \, \text{kJ} \]

Итак, для превращения 1,2 кг льда при -15 °С в пар при 100 °С необходимо 3705.8 кДж теплоты.