Дано:
- масса льда m = 250 кг
- начальная температура льда t1 = -10 °С
- конечная температура воды t2 = 5 °С
- удельная теплоёмкость льда c1 = 2100 Дж/(кг·°С)
- удельная теплоёмкость воды c2 = 4200 Дж/(кг·°С)
- скрытая теплота плавления льда L = 334000 Дж/кг
Найти: количество тепла Q, которое нужно затратить, чтобы превратить лёд при -10 °С в воду при 5 °С.
Решение:
Необходимо учесть три этапа:
1. Нагрев льда от -10 °С до 0 °С:
Q1 = m * c1 * (0 - (-10)) = 250 * 2100 * 10 = 5250000 Дж
2. Плавление льда при 0 °С:
Q2 = m * L = 250 * 334000 = 83500000 Дж
3. Нагрев воды от 0 °С до 5 °С:
Q3 = m * c2 * (5 - 0) = 250 * 4200 * 5 = 5250000 Дж
Общее количество тепла Q = Q1 + Q2 + Q3 = 5250000 + 83500000 + 5250000 = 89000000 Дж
Ответ: для превращения льда массой 250 кг при температуре -10 °С в воду при температуре 5 °С потребуется 89 000 000 Дж энергии.