Autorzy:Maria Fiałkowska, Barbara Sagnowska, Jadwiga Salach

Wydawnictwo:WSiP

Rok wydania:2016

Oblicz całkowitą ilość ciepła, którą trzeba dostarczyć kawałkowi... 4.67 gwiazdek na podstawie 6 opinii
  1. Liceum
  2. 2 Klasa
  3. Fizyka

Oblicz całkowitą ilość ciepła, którą trzeba dostarczyć kawałkowi...

2
 Zadanie

3
 Zadanie

4
 Zadanie

Wypiszmy dane podane w zadaniu:

`m=0,5\ kg` 

`T_0 = [email protected] = 273\ K` 

[email protected]=263\ K` 

[email protected]=373\ K` 

`c_"lodu" = 2,1*10^3\ J/(kg*K)` 

`c_"wody" = 4,19*10^3\ J/(kg*K)`  

Z tablic odczytujemy, że:

`c_p = 2,26*10^6\ J/(kg)` 

`c_t = 3,34*10^5\ J/(kg)` 

 

Obliczamy ciepło potrzebne do zmiany temperatury. Korzystamy z wzoru:

`Q=mcDeltaT` 

gdzie Q jest ciepłem, m jest masą c jest cieplem właściwym, ΔT jest zmiana temperatury. Obliczmy zmiany temperarury dla lodu i wody:

`DeltaT_1=T_0-T_1\ \ \ =>\ \ \ DeltaT_1=273\ K - 263\ K =10\ K` 

`DeltaT_2 = T_2-T_0\ \ \=>\ \ \ DeltaT_2 = 373\ K-273\ K=100\ K` 

Wówczas ciepło ciepło potrzebne, aby lód zaczął tapniec wynosi:

`Q_1= mc_"lodu"DeltaT_1` 

Ciepło potrzebne do ogrzania wody by zaczęła parować wynosi:

`Q_2=mc_"wody"DeltaT_2` 

`Q_2 = 0,5\ kg*4,19*10^3\ J/(kg*K) *100\ K = 209,5*10^3\ J=2,095*10^5\ J` 

Obliczmy teraz ciepło potrzebne do zmiany lodu w wodę. Korzystamy z wzoru:

`Q_t=c_t*m` 

`Q_t = 3,34*10^5\ J/kg * 0,5\ kg=1,67*10^5\ J` 

Następnie obliczamy ciepło potrzebne do zmiany wody w parę wodną. Korzystamy z wzoru:

`Q_p = c_p*m `    

`Q_p = 2,26*10^6\ J/kg * 0,5\ kg=1,13*10^6\ J`

Całkowite ciepło potrzebne do zamiany lodu w parę wodną będzie wynosić:

`Q=Q_1+Q_2+Q_t+Q_p` 

`Q=1,05*10^4\ J+2,095*10^5\ J+1,67*10^5\ J+1,13*10^6\ J = 1,05*10^4\ J +20,95*10^4\ J+16,7*10^4\ J+113*10^4\ J = ` 

`\ \ \ =151,7*10^4\ J=1,517*10^6\ J~~1,52*10^6\ J` 

Z powyższych obliczeń widzimy, że największej ilości ciepła wymaga proces zamiany wody w parę wodną. Obliczamy wartość procentową ciepła potrzebnego do wyparowania w tym procesie w stosunku do całego ciepła potrzebnego przemianie lodu w parę wodną:

`Q_p/Q *100% = (1,13*10^6\ J)/(1,52*10^6\ J) * 100% ~~0,74*100%=74%`