Для вычисления количества теплоты, выделяющегося при охлаждении и кристаллизации воды, нужно рассмотреть два этапа: охлаждение воды до 0 °С и последующая кристаллизация льда.
- Этап 1: Охлаждение воды от 10 °С до 0 °С.
Используем формулу для расчета количества теплоты при изменении температуры:
[
Q_1 = m \cdot c \cdot \Delta T
]
где:
- ( Q_1 ) — количество теплоты, выделяющееся при охлаждении,
- ( m ) — масса воды (1 кг),
- ( c ) — удельная теплоемкость воды (4,2 кДж/(кг·°С)),
- ( \Delta T ) — изменение температуры (10 °С - 0 °С = 10 °С).
Подставим значения:
[
Q_1 = 1 , \text{кг} \cdot 4,2 , \text{кДж/(кг·°С)} \cdot 10 , \text{°С} = 42 , \text{кДж}
]
- Этап 2: Кристаллизация воды.
Теперь рассчитаем количество теплоты, выделяющееся при кристаллизации воды в лед:
[
Q_2 = m \cdot L
]
где:
- ( Q_2 ) — количество теплоты, выделившееся при кристаллизации,
- ( L ) — удельная теплота плавления льда (330 кДж/кг).
Подставим значения:
[
Q_2 = 1 , \text{кг} \cdot 330 , \text{кДж/кг} = 330 , \text{кДж}
]
- Общее количество теплоты:
Чтобы найти общее количество теплоты, выделяющееся при охлаждении и кристаллизации, суммируем ( Q_1 ) и ( Q_2 ):
[
Q_{\text{total}} = Q_1 + Q_2 = 42 , \text{кДж} + 330 , \text{кДж} = 372 , \text{кДж}
]
Таким образом, общее количество теплоты, выделяющееся при охлаждении и кристаллизации 1 кг воды при температуре 10 °С, составляет 372 кДж.
