реши задачу по физике × 18. …/2 Кусок льда массой 500 г находится при температуре -20 °С. Какое количество теплоты нужно ему сообщить, чтобы он полностью расплавился?
Для решения этой задачи нам нужно учесть несколько этапов, связанных с нагревом льда и его плавлением.
Нагревание льда от -20 °С до 0 °С. Мы используем формулу: \[ Q_1 = mc\Delta T \] где:
- \( m \) — масса льда (0,5 кг или 500 г),
- \( c \) — удельная теплоемкость льда (приблизительно 2,1 кДж/(кг·°C)),
- \( \Delta T \) — изменение температуры (0 °С - (-20 °С) = 20 °С).
Подставим значения: \[ Q_1 = 0,5 \, \text{кг} \times 2,1 \, \text{кДж/(кг·°C)} \times 20 \, \text{°C} = 21 \, \text{кДж} \]
Плавление льда. У нас теперь есть лед при 0 °С. Чтобы узнать, сколько теплоты нужно для плавления, используем формулу: \[ Q_2 = mL_f \] где:
- \( L_f \) — удельная теплота плавления льда (приблизительно 334 кДж/кг).
Подставим значения: \[ Q_2 = 0,5 \, \text{кг} \times 334 \, \text{кДж/кг} = 167 \, \text{кДж} \]
Общая теплота. Теперь нужно сложить количество теплоты, необходимое для нагрева льда, и для его плавления: \[ Q_{\text{total}} = Q_1 + Q_2 = 21 \, \text{кДж} + 167 \, \text{кДж} = 188 \, \text{кДж} \]
Таким образом, чтобы полностью расплавить кусок льда массой 500 г при температуре -20 °С, ему нужно сообщить 188 кДж теплоты.
