Для расчета количества дров необходимо использовать формулу:
Q = m * c * ΔT,
где Q - тепло, необходимое для превращения льда в кипяток,
m - масса вещества (в данном случае лед),
c - удельная теплоемкость вещества (для льда - 2,1 Дж/г*°C),
ΔT - изменение температуры.
Для начала рассчитаем тепло, необходимое для нагрева льда до температуры плавления (нулевая температура):
Q1 = m * c * ΔT1,
Q1 = 1000 г * 2,1 Дж/г*°C * 20° = 42000 Дж.
Затем рассчитаем тепло, необходимое для превращения льда в жидкость (плавление льда):
Q2 = m * L,
где L - теплота плавления (для льда - 334 Дж/г).
Q2 = 1000 г * 334 Дж/г = 334000 Дж.
Затем рассчитаем тепло, необходимое для нагрева полученного льда до температуры кипения:
Q3 = m * c * ΔT2,
где ΔT2 = 100° - 0° = 100°.
Q3 = 1000 г * 2,1 Дж/г*°C * 100° = 210000 Дж.
Общее тепло, необходимое для превращения льда в кипяток:
Q = Q1 + Q2 + Q3 = 42000 Дж + 334000 Дж + 210000 Дж = 586000 Дж.
Количество сжеченных дров можно вычислить, если известно, что при сжигании одного килограмма дров выделяется примерно 15 МДж (1 МДж = 10^6 Дж):
Количество сжеченных дров = Q / 15 МДж.
Количество сжеченных дров = 586000 Дж / (15 * 10^6 Дж) = 0.039 дров.
График зависимости температуры от времени для льда будет иметь следующий вид:
|
0°
|
|
|
|
|
|
|________ 100°
t1 t2
На графике временной промежуток t1 представляет нагревание льда до температуры плавления, а временной промежуток t2 - нагревание полученного льда до температуры кипения.
