Упр.41.36 ГДЗ Лукашик 7-9 класс по физике (Физика)

Готовя пищу, полярники используют воду, полученную из расплавленного льда. Какое количество теплоты потребуется для того, чтобы расплавить лёд массой $$20\ \text{кг}$$ и полученную воду вскипятить, если начальная температура льда равна $$-10\,^\circ\text{C}$$? (Потерями подводимой теплоты на нагревание окружающих тел пренебречь.)

Чтобы расплавить лёд и затем нагреть полученную воду до кипения, нужно сообщить тепло на два процесса:

1) нагрев льда от $$-10^\circ\text{C}$$ до $$0^\circ\text{C}$$ и плавление;
2) нагрев воды от $$0^\circ\text{C}$$ до $$100^\circ\text{C}$$.

Дано

$$m=20\ \text{кг}$$
$$t_1=-10^\circ\text{C}$$
$$\lambda=3{,}4\cdot10^5\ \text{Дж/кг}$$
$$c_{\text{льда}}=2100\ \text{Дж/(кг}\cdot^\circ\text{C)}$$
$$c_{\text{воды}}=4200\ \text{Дж/(кг}\cdot^\circ\text{C)}$$

Ход решения

Количество теплоты на нагрев льда до $$0^\circ\text{C}$$:

$$Q_1=cm\Delta t=2100\cdot20\cdot10=420000\ \text{Дж}$$

Количество теплоты на плавление льда:

$$Q_2=\lambda m=3{,}4\cdot10^5\cdot20=6{,}8\cdot10^6\ \text{Дж}$$

Тогда на получение воды из льда потребуется:

$$Q_{12}=Q_1+Q_2=420000+6800000=7220000\ \text{Дж}=7{,}22\ \text{МДж}$$

Теперь нагреем воду от $$0^\circ\text{C}$$ до $$100^\circ\text{C}$$:

$$Q_3=cm\Delta t=4200\cdot20\cdot100=8400000\ \text{Дж}=8{,}4\ \text{МДж}$$

Общее количество теплоты:

$$Q=Q_{12}+Q_3=7{,}22+8{,}4=15{,}62\ \text{МДж}\approx15{,}6\ \text{МДж}$$

Ответ

$$15{,}6\ \text{МДж}$$