Необходимо расплавить полностью т = 2 кг льда, взятого при температуре 0°С Сила тока в нагревателе равна 1 = 4 А, напряжение в сети U = 200 В, КПД нагревателя равен 7 = 85%. Удельная теплота плавления льда равна Х = 340 кДж/кг.  Определите количество теплоты, которое необходимо передать льду, чтобы его полностью расплавить.
от

1 Ответ

дано:
- масса льда: m = 2 кг
- удельная теплота плавления льда: Х = 340 кДж/кг = 340000 Дж/кг (в СИ)
- сила тока в нагревателе: I = 4 А
- напряжение в сети: U = 200 В
- КПД нагревателя: η = 85% = 0,85 (в десятичной форме)

найти:
количество теплоты Q, необходимое для плавления льда

решение:
1. Сначала найдем количество теплоты, необходимое для полного плавления льда по формуле:
   Q = m * Х.

   Подставим известные значения:
   Q = 2 кг * 340000 Дж/кг = 680000 Дж.

2. Теперь определим количество теплоты, которое может быть передано нагревателем. Для этого сначала найдем мощность нагревателя:
   P = U * I,
   где U - напряжение, I - сила тока.

   Подставим известные значения:
   P = 200 В * 4 А = 800 Вт.

3. Учитывая КПД нагревателя, определим полезную мощность:
   Pполезная = η * P.

   Подставим найденное значение мощности:
   Pполезная = 0,85 * 800 Вт = 680 Вт.

4. Теперь найдем время t, необходимое для передачи тепла Q:
   Q = Pполезная * t.
   Следовательно, t = Q / Pполезная.

   Подставим известные значения:
   t = 680000 Дж / 680 Вт = 1000 секунд.

ответ:
Количество теплоты, необходимое для плавления 2 кг льда составляет 680000 Дж.
от