Дано:
Масса льда m = 3 кг = 3000 г
Температура начального состояния льда T1 = -20 °C
Температура конечного состояния воды T2 = 0 °C (плавление льда)
Температура нагретой воды T3 = 80 °C
Удельная теплоемкость льда c1 = 2.1 кДж/(кг·°C)
Удельная теплота плавления льда L = 334 кДж/кг
Удельная теплоемкость воды c2 = 4.18 кДж/(кг·°C)
Найти:
Количество теплоты, необходимое для плавления льда и нагрева полученной воды до заданной температуры.
Решение:
1. Количество теплоты для плавления льда:
Q1 = m * L
2. Количество теплоты для нагрева воды от температуры плавления до 80 °C:
Q2 = m * c2 * (T3 - T2)
Общее количество теплоты:
Q = Q1 + Q2
Подставим данные и рассчитаем:
1. Q1 = 3000 * 334 = 1002000 кДж
2. Q2 = 3000 * 4.18 * (80 - 0) = 1000800 кДж
3. Q = 1002000 + 1000800 = 2002800 кДж
Ответ:
Необходимо затратить 2002800 кДж теплоты, чтобы расплавить 3 кг льда, взятого при -20°C, и нагреть полученную воду до 80°C.