Упр.41.37 ГДЗ Лукашик 7-9 класс по физике (Физика)

Рассмотрим вариант решения задания из учебника Лукашик, Иванова 8 класс, Просвещение: Объем формы для пищевого льда равен 750 см3. Сколько энергии отдают вода и лед форме и окружающему ее воздуху в холодильнике, если у воды начальная температура 12 °С, а температура образовавшегося льда равна — 5 °С?

Дано

$$V=750\ \text{см}^3$$
$$t_0=12^\circ\text{C}$$
$$t=-5^\circ\text{C}$$
$$\rho=1\ \text{г/см}^3$$
$$c_\text{в}=4200\ \text{Дж/(кг}\cdot^\circ\text{C)}$$
$$c_\text{л}=2100\ \text{Дж/(кг}\cdot^\circ\text{C)}$$
$$\lambda=3{,}4\cdot10^5\ \text{Дж/кг}$$

Ход решения

Найдём массу воды:

$$m=\rho V=1\cdot750=750\ \text{г}=0{,}75\ \text{кг}$$

Вода сначала охлаждается от $$12^\circ\text{C}$$ до $$0^\circ\text{C}$$, затем замерзает, а образовавшийся лёд охлаждается до $$-5^\circ\text{C}$$.

Количество теплоты, отданное водой при охлаждении и кристаллизации:

$$Q_1=cm(t_0-0)+\lambda m$$

$$Q_1=4200\cdot0{,}75\cdot12+3{,}4\cdot10^5\cdot0{,}75$$

$$Q_1=37800+255000=292800\ \text{Дж}$$

Количество теплоты, отданное льдом при охлаждении от $$0^\circ\text{C}$$ до $$-5^\circ\text{C}$$:

$$Q_2=c_\text{л}m(0-(-5))$$

$$Q_2=2100\cdot0{,}75\cdot5=7875\ \text{Дж}$$

Общее количество теплоты:

$$Q=Q_1+Q_2=292800+7875=300675\ \text{Дж}\approx3{,}0\cdot10^5\ \text{Дж}$$

Ответ

$$Q\approx3{,}0\cdot10^5\ \text{Дж}\approx301\ \text{кДж}$$