Чтобы определить, какое количество теплоты нужно передать куску льда массой 70 грамм при температуре -5°C, чтобы полностью его расплавить, необходимо учитывать два этапа:
- Нагревание льда от -5°C до 0°C.
- Плавление льда при 0°C.
1. Нагревание льда
Для нагревания льда от -5°C до 0°C используется формула: \[ Q_1 = m \cdot c_{лед} \cdot \Delta T \] где:
- \( Q_1 \) — количество теплоты (в Джоулей),
- \( m \) — масса льда (0.07 кг),
- \( c_{лед} \) — удельная теплоёмкость льда (примерно 2100 Дж/(кг·°C)),
- \( \Delta T \) — изменение температуры (0 - (-5) = 5°C).
Подставим значения: \[ Q_1 = 0.07 \, \text{кг} \cdot 2100 \, \text{Дж/(кг·°C)} \cdot 5 \, \text{°C} \] \[ Q_1 = 0.07 \cdot 2100 \cdot 5 \] \[ Q_1 = 735 \, \text{Дж} \]
2. Плавление льда
Для плавления льда при 0°C используется формула: \[ Q_2 = m \cdot L_f \] где:
- \( Q_2 \) — количество теплоты для плавления (в Джоулей),
- \( L_f \) — удельная теплота плавления льда (примерно 334000 Дж/кг).
Теперь подставим значения: \[ Q_2 = 0.07 \, \text{кг} \cdot 334000 \, \text{Дж/кг} \] \[ Q_2 = 23380 \, \text{Дж} \]
3. Общее количество теплоты
Теперь суммируем оба количества теплоты: \[ Q_{total} = Q_1 + Q_2 \] \[ Q_{total} = 735 \, \text{Дж} + 23380 \, \text{Дж} \] \[ Q_{total} = 24115 \, \text{Дж} \]
Таким образом, чтобы полностью расплавить кусок льда массой 70 грамм при температуре -5°C, необходимо передать ему примерно 24115 Дж теплоты.
