Дано:
Объем пресной воды V = 10 л = 0.01 м^3
Начальная температура воды T1 = 300 K
Конечная температура T2 = 260 K
Найти:
Количество теплоты, отданное водой
Решение:
1. Для полного превращения воды в лед используем удельную теплоту плавления льда L = 334 кДж/кг
Количество теплоты Q1, необходимое на превращение воды в лед:
Q1 = m * L, где m - масса воды, m = ρ * V, ρ - плотность воды = 1000 кг/м^3
Q1 = 1000 * 0.01 * 334 = 3340 кДж
2. Для охлаждения полученного льда используем удельную теплоемкость льда c = 2090 Дж/(кг·K)
Количество теплоты Q2, необходимое на охлаждение льда:
Q2 = m * c * (T2 - T_плавления), T_плавления - температура плавления льда
Q2 = 1000 * 0.01 * 2090 * (260 - 0) = 5210 кДж
Общее количество теплоты, отданное водой:
Q = Q1 + Q2 = 3340 + 5210 = 8550 кДж
Ответ:
Пресная вода объемом 10 л, начиная с температуры 300 K и превращаясь в лед, затем охлаждается до 260 K, отдаст 8550 кДж теплоты.