Для решения задачи, давайте рассчитаем количество теплоты, необходимое для нагрева льда от -10°C до 0°C, затем количество теплоты, необходимое для плавления льда в воду, и наконец, количество теплоты, необходимое для нагрева образовавшейся воды от 0°C до 18°C.
Нагрев льда от -10°C до 0°C: Используем формулу для расчета теплоты: \[ Q_1 = m \cdot c_{ice} \cdot \Delta T \] где:
- \( m = 2 \, \text{кг} \) (масса льда),
- \( c_{ice} = 2,1 \, \text{КДж/(кг·°C)} \) (удельная теплоемкость льда),
- \( \Delta T = 0 - (-10) = 10\, °C \).
Подставляем значения: \[ Q_1 = 2 \, \text{кг} \cdot 2,1 \, \text{КДж/(кг·°C)} \cdot 10 \, °C = 42 \, \text{КДж}. \]
Плавление льда: Используем формулу: \[ Q_2 = m \cdot L_f \] где:
- \( L_f = 334 \, \text{КДж/кг} \) (теплота плавления льда).
Подставляем значения: \[ Q_2 = 2 \, \text{кг} \cdot 334 \, \text{КДж/кг} = 668 \, \text{КДж}. \]
Нагрев воды от 0°C до 18°C: Используем ту же формулу: \[ Q_3 = m \cdot c_{water} \cdot \Delta T \] где:
- \( c_{water} = 4,18 \, \text{КДж/(кг·°C)} \) (удельная теплоемкость воды),
- \( \Delta T = 18 - 0 = 18\, °C \).
Подставляем значения: \[ Q_3 = 2 \, \text{кг} \cdot 4,18 \, \text{КДж/(кг·°C)} \cdot 18\, °C = 150.48 \, \text{КДж}. \]
Общее количество теплоты: Теперь сложим все полученные количества теплоты: \[ Q_{total} = Q_1 + Q_2 + Q_3 = 42 \, \text{КДж} + 668 \, \text{КДж} + 150.48 \, \text{КДж} = 860.48 \, \text{КДж}. \]
Таким образом, для превращения 2 кг льда при -10°C в воду при 18°C потребовалось примерно 860,48 КДж теплоты.
