Дано:
масса снега m = 200 г = 0,2 кг
начальная температура снега T_нач = -5 °C
температура плавления воды T_плавл = 0 °C
удельная теплоемкость льда c_лед = 2100 Дж/(кг·°C)
удельная теплота плавления воды L = 334000 Дж/кг
Найти: количество теплоты Q, необходимое для превращения снега в воду.
Решение:
1. Сначала необходимо нагреть снег от -5 °C до 0 °C. Для этого используем формулу:
Q_нагрев = m * c_лед * (T_плавл - T_нач)
Q_нагрев = 0,2 кг * 2100 Дж/(кг·°C) * (0 °C - (-5 °C))
Q_нагрев = 0,2 * 2100 * 5
Q_нагрев = 2100 Дж
2. Далее необходимо привести снег к состоянию воды при 0 °C, для чего потребуется теплота плавления:
Q_плавл = m * L
Q_плавл = 0,2 кг * 334000 Дж/кг
Q_плавл = 66800 Дж
3. Теперь суммируем полученные количества теплоты, чтобы найти общее количество теплоты Q:
Q = Q_нагрев + Q_плавл
Q = 2100 Дж + 66800 Дж
Q = 68900 Дж
Ответ: Для получения воды из 200 г снега, взятого при температуре -5 °C, потребуется 68900 Дж теплоты.