Упр.41.38 ГДЗ Лукашик 7-9 класс по физике (Физика)

Какое количество теплоты пошло на приготовление в полярных условиях питьевой воды из льда массой $$10\ \text{кг}$$, взятого при температуре $$-20\ ^\circ\text{С}$$, если температура воды должна быть равной $$15\ ^\circ\text{С}$$? Потерями подводимой теплоты, затраченной на нагревание окружающих тел, пренебречь.

Чтобы получить питьевую воду из льда, нужно затратить тепло на три процесса: нагреть лёд от $$-20^\circ\text{C}$$ до $$0^\circ\text{C}$$, расплавить его и затем нагреть воду от $$0^\circ\text{C}$$ до $$15^\circ\text{C}$$.

Дано

$$m=10\ \text{кг}$$
$$t_1=-20^\circ\text{C}$$
$$t_2=15^\circ\text{C}$$
$$c_{\text{льда}}=2100\ \frac{\text{Дж}}{\text{кг}\cdot^\circ\text{C}}$$
$$\lambda=3{,}4\cdot10^5\ \frac{\text{Дж}}{\text{кг}}$$
$$c_{\text{воды}}=4200\ \frac{\text{Дж}}{\text{кг}\cdot^\circ\text{C}}$$

Ход решения

Количество теплоты на нагревание льда до температуры плавления:

$$Q_1=cm(t_0-t_1)=2100\cdot10\cdot20=420000\ \text{Дж}$$

Количество теплоты на плавление льда:

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

Количество теплоты на нагревание воды от $$0^\circ\text{C}$$ до $$15^\circ\text{C}$$:

$$Q_3=cm\Delta t=4200\cdot10\cdot15=630000\ \text{Дж}$$

Общее количество теплоты:

$$Q=Q_1+Q_2+Q_3 \\ Q=420000+3{,}4\cdot10^6+630000=4{,}45\cdot10^6\ \text{Дж}$$

Ответ

$$Q=4{,}45\cdot10^6\ \text{Дж}=4{,}45\ \text{МДж}$$