Сколько тепла нужно, чтобы растопить 2 кг льда и вскипятить воду? Температура льда −4 ° C

mл = 0,5кг - масса льда

tл1 = -40°С - температура льда

tл2 = 0°C - температура нагретого льда

сл = 2,1 · 10³ Дж/(кг·К) - удельная теплоёмкость льда

λл = 3,3 · 10⁵ Дж/кг - удельная теплота плавления льда

св = 4,2 · 10³ Дж/(кг·К) - удельная теплоёмкость воды

tв1 = 0°С - температура воды,получившейся из растопленного льда

tв2 = 100°С - температура нагретой воды

rв = 22,6· 10⁵ Дж/кг - удельная теплота парообразования воды

Q - ? - потребная теплота

Q1 = cл · mл · (Tл2 - Тл1) - теплота, потребная для нагревания льда

Q2 = λл · mл - теплота, потребная для плавления льда

Q3 = cв · mл · (Tв2 - Тв1) - теплота, потребная для нагревания воды

Q4 = rв · mл - теплота, потребная для испарения воды

Q = Q1 + Q2 + Q3 + Q4 =

= cл · mл · (Tл2 - Тл1) + λл · mл + cв · mл · (Tв2 - Тв1) +  rв · mл

= 2,1 · 10³ · 0.5 · 40 + 3,3 · 10⁵ · 0.5 + 4,2 · 10³ · 0.5 · 100 + 22,6· 10⁵ · 0,5 =

=  0, 42 · 10⁵ + 1,65 · 10⁵ + 2,1 · 10⁵ + 11,3 · 10⁵ =  15,47 · 10⁵ (Дж) ≈ 1,5 МДж

ответ: 1,5 Мдж

1. Не написано, полностью ли керосин занимает объём куба.
*** хотя, поскольку ничего не сказано, то вариант только один – считать, что керосин занимает весь объём куба.

2. Не написано, есть ли у куба просвет, соединяющий его с атмосферой или он герметичен внутри себя и воздужа не содержит.
*** поэтому будем считать, что атмосферное давление учитывать не нужно.

Итак, пусть b – ребро куба, тогда сила давления – это ни что иное, как вес.

P – вес керосина, равен в покое – силе тяжести.

Вес P = Fт = mg .

Масса: m = ρV.

Объём куба: V = b³ , тогда: m = ρV = ρb³.

Тогда вес и он же «сила давления»: P = mg = ρgb³.

P = ρgb³ ≈ 800 * 9.8 * 0.2³ Н ≈ 63.72 Н ≈ 64 Н.