Question

Для приготовления чая турист положил в котелок лёд массой 2 кг, имеющий температуру -10°С. Какое количество теплоты необходимо для превращения этого льда в кипяток при температуре 100°С? Энергию, израсходованную на нагревание котелка, не учитывать.  
Удельная теплоемкость воды 4200 Дж/(кг·°С), льда 2100 Дж/(кг·°С),  
Удельная теплота плавления льда 3,4*10 5 Дж/кг.

Answer 1

Дано:
Масса льда (m) = 2 кг
Начальная температура льда (T1) = -10 °C
Конечная температура кипятка (T2) = 100 °C
Удельная теплоемкость льда (c_льда) = 2100 Дж/(кг·°C)
Удельная теплоемкость воды (c_воды) = 4200 Дж/(кг·°C)
Удельная теплота плавления льда (L) = 3.4 * 10^5 Дж/кг

Найти:
Количество теплоты, необходимое для превращения льда в кипяток

Решение:
Сначала определим количество теплоты, необходимое для нагревания льда до 0°C:
Q1 = m * c_льда * (0 - (-10))
Q1 = 2 * 2100 * 10
Q1 = 42000 Дж

Затем вычислим количество теплоты, необходимое для плавления льда:
Q2 = m * L
Q2 = 2 * 3.4 * 10^5
Q2 = 680000 Дж

После этого найдем количество теплоты, необходимое для нагревания воды до кипения:
Q3 = m * c_воды * (100 - 0)
Q3 = 2 * 4200 * 100
Q3 = 840000 Дж

Теперь сложим эти теплоты, чтобы найти общее количество теплоты:
Q_общ = Q1 + Q2 + Q3
Q_общ = 42000 + 680000 + 840000
Q_общ = 1560000 Дж

Ответ:
Для превращения 2 кг льда в кипяток при температуре 100 °C необходимо 1 560 000 Дж теплоты.