Дано:
Масса льда (m) = 2 кг,
Температура плавления льда (t_пл) = 0 °C,
Температура нагрева воды (t_н) = 60 °C,
Теплота плавления льда (L_пл) = 334 кДж/кг,
Удельная теплоёмкость воды (c_вода) = 4,18 кДж/(кг·°C).
Найти: количество теплоты, поглощаемое при таянии льда и дальнейшем нагревании воды до 60 °C.
Решение:
1. Количество теплоты, необходимое для плавления льда (Q_пл), рассчитывается по формуле:
Q_пл = m * L_пл
Q_пл = 2 * 334 = 668 кДж.
2. Количество теплоты, необходимое для нагрева воды от 0 °C до 60 °C (Q_нагрев), рассчитывается по формуле:
Q_нагрев = m * c_вода * (t_н - t_пл)
Q_нагрев = 2 * 4,18 * (60 - 0) = 2 * 4,18 * 60 = 501,6 кДж.
3. Общее количество теплоты (Q_общ), которое поглощает лед, будет равно сумме теплоты, затраченной на плавление, и теплоты, затраченной на нагрев воды:
Q_общ = Q_пл + Q_нагрев
Q_общ = 668 + 501,6 = 1169,6 кДж.
Ответ: количество теплоты, поглощаемое при таянии льда и нагревании воды до 60 °C, составляет 1169,6 кДж.