Охотник повесил над костром котелок, в котором поместил 1,5кг льда пр температуре -30°C и ушёл в тайгу, а когда вернулся количество теплоты ( МДж), которое за это время костёр…

Чтобы рассчитать количество теплоты, которое костёр передал содержимому котелка, необходимо учитывать свойства льда и теплообмен.

1. Нагрев льда до 0°C: Температура льда составляет -30°C, необходимо его нагреть до 0°C. Для этого используем формулу: \[ Q_1 = m \cdot c_{ice} \cdot \Delta T \] где:

• \( m = 1.5 \, \text{кг} \) (масса льда)
• \( c_{ice} = 2.1 \, \text{kJ/(кг \cdot °C)} \) (удельная теплоёмкость льда)
• \( \Delta T = 0 - (-30) = 30 \, °C \) (изменение температуры)

Подставим значения: \[ Q_1 = 1.5 \, \text{кг} \cdot 2.1 \, \text{kJ/(кг \cdot °C)} \cdot 30 \, °C = 94.5 \, \text{kJ} \]

2. Плавление льда: Далее, лёд при 0°C должен расплавиться в воду. Для этого используем формулу: \[ Q_2 = m \cdot L_f \] где:

• \( L_f = 334 \, \text{kJ/kg} \) (удельная теплота плавления льда)

Подставим значения: \[ Q_2 = 1.5 \, \text{кг} \cdot 334 \, \text{kJ/kg} = 501 \, \text{kJ} \]

3. Нагрев воды до 100°C: Теперь нужно нагреть получившуюся воду (при 0°C) до 100°C: \[ Q_3 = m \cdot c_{water} \cdot \Delta T \] где:

• \( c_{water} = 4.2 \, \text{kJ/(кг \cdot °C)} \)
• \( \Delta T = 100 - 0 = 100 \, °C \)

Подставим значения: \[ Q_3 = 1.5 \, \text{кг} \cdot 4.2 \, \text{kJ/(кг \cdot °C)} \cdot 100 \, °C = 630 \, \text{kJ} \]

4. Суммируем все количества теплоты: Теперь сложим все теплоты: \[ Q_{total} = Q_1 + Q_2 + Q_3 \] \[ Q_{total} = 94.5 \, \text{kJ} + 501 \, \text{kJ} + 630 \, \text{kJ} = 1225.5 \, \text{kJ} \]

5. Перевод в МДж: Поскольку 1 МДж = 1000 кДж: \[ Q_{total} = \frac{1225.5 \, \text{kJ}}{1000} = 1.2255 \, \text{МДж} \]

Таким образом, количество теплоты, которое костёр передал содержимому котелка, составляет приблизительно 1.226 МДж.