Какое количество теплоты пошло на приготовление в полярных условиях питьевой воды из льда массой 10 кг, взятого при температуре - 20 °С, если температура ВоДы должна быть равной 15 °С? (Потерями под-водимой теплоты, затраченной на нагревание окружаю-щих тел, пренебречь.)

Для расчета количества теплоты, необходимого на подготовку питьевой воды из льда при заданных условиях, необходимо учитывать несколько этапов:

1. Нагрев льда от -20 °C до 0 °C

2. Плавление льда (переход в воду)

3. Нагрев полученной воды от 0 °C до 15 °C

4. Нагрев льда от -20 °C до 0 °C: \[ Q_1 = m \cdot c_{ice} \cdot \Delta T \] где:

   • \( m = 10 \, \text{кг} \) (масса льда)
   • \( c_{ice} = 2.1 \, \text{kJ/(kg \cdot °C)} \) (удельная теплоемкость льда)
   • \( \Delta T = 0 - (-20) = 20 \, °C \)

   \[ Q_1 = 10 \cdot 2.1 \cdot 20 = 420 \, \text{kJ} \]

5. Плавление льда (переход в воду): \[ Q_2 = m \cdot L_f \] где \( L_f = 334 \, \text{kJ/kg} \) (теплота плавления льда).

   \[ Q_2 = 10 \cdot 334 = 3340 \, \text{kJ} \]

6. Нагрев полученной воды от 0 °C до 15 °C: \[ Q_3 = m \cdot c_{water} \cdot \Delta T \] где:

   • \( c_{water} = 4.18 \, \text{kJ/(kg \cdot °C)} \)

   \[ Q_3 = 10 \cdot 4.18 \cdot 15 = 627 \, \text{kJ} \]

Теперь суммируем все три количества теплоты: \[ Q_{total} = Q_1 + Q_2 + Q_3 = 420 + 3340 + 627 = 4387 \, \text{kJ} \]

Таким образом, общее количество теплоты, необходимое для приготовления 10 кг питьевой воды из льда при -20 °C до 15 °C, составляет 4387 кДж.