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

Задача

Рассмотрим вариант решения задания из учебника Лукашик, Иванова 8 класс, Просвещение: Готовя пищу, полярники используют воду, полученную из расплавленного льда. Какое количество теплоты потребуется для того, чтобы расплавить лед массой 20 кг и полученную воду вскипятить, если начальная температура льда равна -10 °С? (Потерями подводимой теплоты на нагревание окружающих тел пренебречь.)

Подробный ответ

Дано

$$m=20\ \text{кг}$$
$$t_1=-10^\circ\text{C}$$
$$\lambda=3{,}4\cdot10^5\ \text{Дж/кг}$$
$$c_{\text{льда}}=2100\ \text{Дж/(кг}\cdot^\circ\text{C)}$$
$$c_{\text{воды}}=4200\ \text{Дж/(кг}\cdot^\circ\text{C)}$$
$$t_2=0^\circ\text{C}$$
$$t_3=100^\circ\text{C}$$

Ход решения

Чтобы получить кипящую воду из льда, нужно сначала нагреть лёд до $0^\circ\text{C}$, затем расплавить его и после этого нагреть воду до $100^\circ\text{C}$.

Количество теплоты на нагревание льда:

$$Q_1=cm(t_2-t_1)=2100\cdot20\cdot(0-(-10))=420000\ \text{Дж}$$

Количество теплоты на плавление льда:

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

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

$$Q_3=cm(t_3-t_2)=4200\cdot20\cdot100=8{,}4\cdot10^6\ \text{Дж}$$

Тогда общее количество теплоты:

$$Q=Q_1+Q_2+Q_3$$

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

$$Q\approx15{,}6\ \text{МДж}$$