Какое количество теплоты нужно затратить, чтобы 2 кг льда при температуре -7 градусов превратить в воду с температурой 10 градусов?

Физика 10 класс Теплота и теплосодержание Количество теплоты лёд температура вода физика процесс плавления расчет теплоты изменение состояния термодинамика Энергия Новый

Для решения этой задачи нам нужно рассмотреть несколько этапов, так как лед сначала нужно нагреть, затем расплавить, а после этого нагреть полученную воду. Давайте разберем все шаги по порядку.

1. Нагрев льда от -7°C до 0°C.
   • Для этого используем формулу: Q1 = m * c * ΔT, где:
   • Q1 - количество теплоты, необходимое для нагрева льда,
   • m - масса льда (2 кг),
   • c - удельная теплоемкость льда (примерно 2100 Дж/(кг·°C)),
   • ΔT - изменение температуры (0 - (-7) = 7°C).

   Подставляем значения:

   Q1 = 2 * 2100 * 7 = 29400 Дж.

2. Плавление льда.
   • Для этого используем формулу: Q2 = m * L, где:
   • Q2 - количество теплоты, необходимое для плавления льда,
   • L - скрытая теплота плавления льда (примерно 334000 Дж/кг).

   Подставляем значения:

   Q2 = 2 * 334000 = 668000 Дж.

3. Нагрев воды от 0°C до 10°C.
   • Для этого используем формулу: Q3 = m * c * ΔT, где:
   • Q3 - количество теплоты, необходимое для нагрева воды,
   • c - удельная теплоемкость воды (примерно 4200 Дж/(кг·°C)),
   • ΔT - изменение температуры (10 - 0 = 10°C).

   Подставляем значения:

   Q3 = 2 * 4200 * 10 = 84000 Дж.

Теперь складываем все количество теплоты, чтобы получить общее количество теплоты, необходимое для превращения льда в воду:

Q_total = Q1 + Q2 + Q3 = 29400 + 668000 + 84000 = 782400 Дж.

Ответ: Для превращения 2 кг льда при температуре -7°C в воду с температурой 10°C необходимо затратить 782400 Дж тепла.