Дано:
масса снега m = 500 г = 0,5 кг
температура снега T_нач = 0 °C
количество теплоты Q = 300 кДж = 300000 Дж
удельная теплоемкость воды c = 4186 Дж/(кг·°C)
Найти: конечная температура воды T_конеч.
Решение:
1. Сначала определим, сколько теплоты потребуется для плавления снега (при температуре 0 °C). Используем удельную теплоту плавления воды L = 334000 Дж/кг.
Q_плавл = m * L
Q_плавл = 0,5 кг * 334000 Дж/кг
Q_плавл = 167000 Дж
Таким образом, для плавления 500 г снега потребуется 167000 Дж.
2. Теперь рассчитаем, сколько теплоты останется после плавления снега:
Q_ост = Q - Q_плавл
Q_ост = 300000 Дж - 167000 Дж
Q_ост = 133000 Дж
3. Теперь найдем, на какую температуру нагреется вода с оставшейся теплотой Q_ост. Используем формулу для определения изменения температуры:
Q_ост = m * c * (T_конеч - T_нач)
Подставим известные значения и решим уравнение относительно T_конеч:
133000 Дж = 0,5 кг * 4186 Дж/(кг·°C) * (T_конеч - 0 °C)
133000 = 2093 * T_конеч
T_конеч = 133000 / 2093
T_конеч ≈ 63,6 °C
Ответ: вода, полученная из 500 г снега при температуре 0 °C, нагреется до примерно 63,6 °C, если на весь процесс расходуется 300 кДж.