В посудину помістили лід масою 10 кг за температури -20 °С. Знайдіть масу води в посудині, після того, як їй надали кількість теплоти 2MДж

Для розв'язання цієї задачі використовуйте закон збереження енергії. Спершу розглянемо ситуацію з точки замерзання води: її температура 0 °C, а теплота плавлення для льоду дорівнює 334 кДж/кг. Температура льоду = -20 °C Маса льоду = 10 кг Теплота = 2 МДж = 2000 кДж Теплота, потрібна для розтоплення льоду: Q1 = m * L, де m - маса льоду, L - теплота плавлення Q1 = 10 кг * 334 кДж/кг = 3340 кДж Тепер врахуємо теплоту для нагрівання води від -20 °C до 0 °C: Q2 = m * c * ΔT, де c - специфічна теплоємність води, ΔT - зміна температури води Специфічна теплоємність води c = 4.18 кДж/(кг*°C) ΔT = 0 - (-20) = 20 °C Підставимо значення та розрахуємо теплоту Q2: Q2 = m * c * ΔT Q2 = m * 4.18 кДж/(кг*° C) * 20 °C Q2 = 83.6 * m кДж Сума всіх теплот: Q1 + Q2 = 3340 кДж + 83.6m кДж = 2000 кДж 83.6m = 2000 - 3340 83.6m = -1340 m = -1340 / 83.6 m ≈ -16.1 кг Маса води в посудині після того, як їй надали кількість теплоти 2 МДж, дорівнює близько 16.1 кг.