Чтобы определить количество теплоты, необходимое для плавления льда, который сначала нужно нагреть до 0°C, а затем расплавить, нужно учитывать два этапа:
- Нагревание льда от -5°C до 0°C.
- Плавление льда при 0°C.
Расчитаем количество теплоты для каждого этапа.
Этап 1: Нагревание льда
Для нагревания льда используем формулу:
[ Q_1 = m \cdot c_l \cdot \Delta T ]
где:
- ( m = 0.1 , \text{кг} ) (100 г = 0.1 кг)
- ( c_l = 2.1 , \text{кДж/(кг·°C)} ) (удельная теплоёмкость льда)
- ( \Delta T = 0 - (-5) = 5 , \text{°C} )
Подставляем значения:
[ Q_1 = 0.1 \cdot 2.1 \cdot 5 = 1.05 , \text{кДж} ]
Этап 2: Плавление льда
Для плавления льда используем формулу:
[ Q_2 = m \cdot L_f ]
где:
- ( L_f = 334 , \text{кДж/кг} ) (удельная теплота плавления льда)
Подставляем значения:
[ Q_2 = 0.1 \cdot 334 = 33.4 , \text{кДж} ]
Общее количество теплоты
Теперь суммируем количества теплоты для обоих этапов:
[ Q_{total} = Q_1 + Q_2 = 1.05 + 33.4 = 34.45 , \text{кДж} ]
Таким образом, общее количество теплоты, необходимое для плавления 100 г льда, имеющего температуру -5°C, составляет 34.45 кДж.