Для приготовления пищи полярники используют воду, полученную из расплавленного льда. Какое количество теплоты потребуется для того, чтобы расплавить лед массой 20 кг и полученную…

Для решения задачи необходимо рассмотреть два процесса: сначала нагрев льда от -10 °C до 0 °C, затем плавление льда и, наконец, нагрев полученной воды до 100 °C.

1. Нагрев льда от -10 °C до 0 °C: Для этого используется формула: \[ Q_1 = m \cdot c_{лед} \cdot \Delta T \] где:

   • \( m = 20 \) кг — масса льда,
   • \( c_{лед} = 2100 \) Дж/(кг·°C) — удельная теплоемкость льда,
   • \( \Delta T = 0 - (-10) = 10 \) °C.

   Подставим значения: \[ Q_1 = 20 \, \text{кг} \cdot 2100 \, \text{Дж/(кг·°C)} \cdot 10 \, \text{°C} = 420000 \, \text{Дж}. \]

2. Плавление льда: Для плавления используется формула: \[ Q_2 = m \cdot L_{плав} \] где:

   • \( L_{плав} = 334000 \) Дж/кг — скрытая теплота плавления льда.

   Подставим значения: \[ Q_2 = 20 \, \text{кг} \cdot 334000 \, \text{Дж/кг} = 6680000 \, \text{Дж}. \]

3. Нагрев воды от 0 °C до 100 °C: Для этого также используем формулу: \[ Q_3 = m \cdot c_{вода} \cdot \Delta T \] где:

   • \( c_{вода} = 4180 \) Дж/(кг·°C) — удельная теплоемкость воды,
   • \( \Delta T = 100 - 0 = 100 \) °C.

   Подставим значения: \[ Q_3 = 20 \, \text{кг} \cdot 4180 \, \text{Дж/(кг·°C)} \cdot 100 \, \text{°C} = 8360000 \, \text{Дж}. \]

4. Общее количество теплоты: Теперь найдем общее количество теплоты, необходимое для всех трех процессов: \[ Q_{общ} = Q_1 + Q_2 + Q_3. \] \[ Q_{общ} = 420000 \, \text{Дж} + 6680000 \, \text{Дж} + 8360000 \, \text{Дж} = 15480000 \, \text{Дж}. \]

Таким образом, общее количество теплоты, необходимое для расплавления льда и нагрева полученной воды до 100 °C, составляет 15,48 МДж.