Дано:
Масса льда m = 3 кг,
Начальная температура льда T1 = -26°C = -26 K,
Температура плавления льда Tпл = 0°C = 273 K,
Температура воды T2 = 29°C = 302 K,
Удельная теплота плавления льда L = 3.4 * 10^5 Дж/кг,
Удельная теплоёмкость льда c_льда = 2100 Дж/(кг·°C),
Удельная теплоёмкость воды c_воды = 4200 Дж/(кг·°C).
Найти:
Количество теплоты, необходимое для превращения льда в воду при заданных температурах.
Решение:
Сначала найдем количество энергии, необходимое для нагревания льда до точки плавления:
Q1 = m * c_льда * (Tпл - T1) = 3 * 2100 * (0 - (-26)) = 163800 Дж.
Затем найдем количество энергии, необходимое для плавления льда:
Q2 = m * L = 3 * 3.4 * 10^5 = 1020000 Дж.
Затем найдем количество энергии, необходимое для нагревания получившейся воды до температуры 29°C:
Q3 = m * c_воды * (T2 - Tпл) = 3 * 4200 * (29 - 0) = 361800 Дж.
Общее количество энергии, необходимое для превращения 3 кг льда с температурой -26°C в воду при температуре 29°C:
Qобщ = Q1 + Q2 + Q3 = 163800 + 1020000 + 361800 = 1549800 Дж.
Таким образом, количество теплоты, необходимое для превращения указанного количества льда в воду, составляет 1549800 Дж.