Для решения этой задачи нам нужно рассмотреть два этапа процесса: первый этап - это нагревание льда до 0°C, а второй - плавление льда и нагревание полученной воды до 20°C.

Давайте разберем шаги более подробно:

1. Нагревание льда от -5°C до 0°C:
• Для этого используем формулу: Q = m * c * ΔT, где:
• Q - количество теплоты,
• m - масса льда (в нашем случае 100 г = 0.1 кг),
• c - удельная теплоемкость льда (приблизительно 2.1 Дж/(г·°C)),
• ΔT - изменение температуры (0°C - (-5°C) = 5°C).
• Подставляем значения: Q1 = 0.1 кг * 2100 Дж/(кг·°C) * 5°C = 1050 Дж.
• Таким образом, для нагрева льда до 0°C нам нужно 1050 Дж.
2. Плавление льда:
• Для плавления льда используем формулу: Q = m * L, где:
• L - теплота плавления льда (приблизительно 334 Дж/г).
• Подставляем значения: Q2 = 100 г * 334 Дж/г = 33400 Дж.
• Таким образом, для плавления льда нам нужно 33400 Дж.
3. Нагревание воды от 0°C до 20°C:
• Используем ту же формулу, что и в первом шаге: Q = m * c * ΔT, где:
• c - удельная теплоемкость воды (приблизительно 4.18 Дж/(г·°C)).
• ΔT = 20°C - 0°C = 20°C.
• Подставляем значения: Q3 = 100 г * 4.18 Дж/(г·°C) * 20°C = 8360 Дж.
• Таким образом, для нагрева воды до 20°C нам нужно 8360 Дж.

Теперь складываем все количества теплоты:

Общее количество теплоты Q_total = Q1 + Q2 + Q3 = 1050 Дж + 33400 Дж + 8360 Дж = 42710 Дж.

Таким образом, для расплавления 100 г льда при температуре -5°C и нагрева полученной воды до 20°C нужно 42710 Дж теплоты.