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 кг, взятого при температуре −20 °С, если температура воды должна быть равной 15 °С? (Потерями подводимой теплоты, затраченной на нагревание окружающих тел, пренебречь.)

Чтобы получить питьевую воду из льда, нужно:

1. нагреть лёд от $$-20^\circ\text{C}$$ до $$0^\circ\text{C}$$;
2. растопить лёд;
3. нагреть получившуюся воду от $$0^\circ\text{C}$$ до $$15^\circ\text{C}$$.

Запишем данные:

$$m=10\ \text{кг},\quad t_1=-20^\circ\text{C},\quad t_2=15^\circ\text{C}$$

Удельная теплоёмкость льда $$c_\text{л}=2100\ \frac{\text{Дж}}{\text{кг}\cdot^\circ\text{C}}$$, удельная теплота плавления льда $$\lambda=3{,}4\cdot10^5\ \frac{\text{Дж}}{\text{кг}}$$, удельная теплоёмкость воды $$c_\text{в}=4200\ \frac{\text{Дж}}{\text{кг}\cdot^\circ\text{C}}$$.

Количество теплоты на нагревание льда до $$0^\circ\text{C}$$ и его плавление:

$$Q_1=cm\Delta t+\lambda m$$

$$Q_1=2100\cdot10\cdot20+3{,}4\cdot10^5\cdot10$$

$$Q_1=420000+3400000=3820000\ \text{Дж}=3{,}82\ \text{МДж}$$

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

$$Q_2=cm\Delta t$$

$$Q_2=4200\cdot10\cdot15=630000\ \text{Дж}=0{,}63\ \text{МДж}$$

Тогда общее количество теплоты:

$$Q=Q_1+Q_2=3{,}82+0{,}63=4{,}45\ \text{МДж}$$

Ответ: $$4{,}45\ \text{МДж}$$.