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 лед массой $$20\ \text{кг}$$ и полученную воду вскипятить, если начальная температура льда равна $$-10\,^\circ\mathrm{C}$$? (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

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

Ход решения

Количество теплоты на нагрев льда до температуры плавления:

$$Q_1=mc_{\text{льда}}\Delta t=20\cdot2100\cdot10=420000\ \text{Дж}$$

Количество теплоты на плавление льда:

$$Q_2=m\lambda=20\cdot3{,}4\cdot10^5=6{,}8\cdot10^6\ \text{Дж}$$

Количество теплоты на нагрев воды от $$0^\circ\text{C}$$ до $$100^\circ\text{C}$$:

$$Q_3=mc_{\text{воды}}\Delta t=20\cdot4200\cdot100=8{,}4\cdot10^6\ \text{Дж}$$

Тогда общее количество теплоты:

$$Q=Q_1+Q_2+Q_3$$

$$Q=4{,}2\cdot10^5+6{,}8\cdot10^6+8{,}4\cdot10^6=1{,}562\cdot10^7\ \text{Дж}$$

$$Q\approx15{,}6\ \text{МДж}$$

Ответ

$$15{,}6\ \text{МДж}$$