6.3 кг льда, взятого при -20 °С, нужно нагреть до кипения и испа-рить. Сколько для этого потребуется теплоты? Изобразите процесс графически.

Для решения задачи о нагревании и испарении льда, взятого при -20 °C, до состояния кипящего пара, нужно выполнить следующие этапы:

1. Нагревание льда от -20 °C до 0 °C:

   • Используем формулу: \( Q_1 = m \cdot c_{\text{лед}} \cdot \Delta T \)
   • \( m = 6.3 \, \text{кг} \) (масса льда)
   • \( c_{\text{лед}} = 2.1 \, \text{кДж/кг°C} \) (удельная теплоёмкость льда)
   • \( \Delta T = 20 \, \text{°C} \) (изменение температуры)

   Подсчет: \[ Q_1 = 6.3 \, \text{кг} \cdot 2.1 \, \text{кДж/кг°C} \cdot 20 \, \text{°C} = 264.6 \, \text{кДж} \]

2. Плавление льда при 0 °C:

   • Используем формулу: \( Q_2 = m \cdot \lambda \)
   • \( \lambda = 334 \, \text{кДж/кг} \) (удельная теплота плавления льда)

   Подсчет: \[ Q_2 = 6.3 \, \text{кг} \cdot 334 \, \text{кДж/кг} = 2104.2 \, \text{кДж} \]

3. Нагревание воды от 0 °C до 100 °C:

   • Используем формулу: \( Q_3 = m \cdot c_{\text{вода}} \cdot \Delta T \)
   • \( c_{\text{вода}} = 4.18 \, \text{кДж/кг°C} \) (удельная теплоёмкость воды)
   • \( \Delta T = 100 \, \text{°C} \)

   Подсчет: \[ Q_3 = 6.3 \, \text{кг} \cdot 4.18 \, \text{кДж/кг°C} \cdot 100 \, \text{°C} = 2633.4 \, \text{кДж} \]

4. Испарение воды при 100 °C:

   • Используем формулу: \( Q_4 = m \cdot L \)
   • \( L = 2260 \, \text{кДж/кг} \) (удельная теплота парообразования)

   Подсчет: \[ Q_4 = 6.3 \, \text{кг} \cdot 2260 \, \text{кДж/кг} = 14238 \, \text{кДж} \]

5. Общая теплота:

   \[ Q_{\text{общая}} = Q_1 + Q_2 + Q_3 + Q_4 = 264.6 \, \text{кДж} + 2104.2 \, \text{кДж} + 2633.4 \, \text{кДж} + 14238 \, \text{кДж} = 19240.2 \, \text{кДж} \]

Таким образом, потребуется \( 19240.2 \) кДж теплоты.

Графическое изображение:

1. Ось температуры (°C).
2. Ось энергии (кДж).

На графике будут представлены следующие этапы:

• От -20 °C до 0 °C (нагрев льда).
• Плато на 0 °C (плавление льда).
• От 0 °C до 100 °C (нагрев воды).
• Плато на 100 °C (испарение воды).