Краткие ответы:
- \(Q=63\ \text{кДж}\).
- Внутренняя энергия воды уменьшилась на \(588\ \text{кДж}\), то есть
\(\Delta U=-588\ \text{кДж}\).
1. Нагревание льда
Лёд нагревается от \(-30^\circ\text{C}\) на \(20^\circ\text{C}\):
\[ \Delta t=20^\circ\text{C} \]
Используем формулу:
\[ Q=cm\Delta t, \]
где \(c_{\text{льда}}=2100\ \frac{\text{Дж}}{\text{кг}\cdot^\circ\text{C}}\).
\[ Q=2100\cdot1{,}5\cdot20=63000\ \text{Дж}=63\ \text{кДж}. \]
Проверка: конечная температура льда \(-10^\circ\text{C}\), поэтому лёд не плавится и формула применена верно.
2. Остывание воды
Изменение температуры:
\[ \Delta t=t_2-t_1=25-95=-70^\circ\text{C}. \]
Изменение внутренней энергии:
\[ \Delta U=cm\Delta t, \]
где \(c_{\text{воды}}=4200\ \frac{\text{Дж}}{\text{кг}\cdot^\circ\text{C}}\).
\[ \Delta U=4200\cdot2\cdot(-70)=-588000\ \text{Дж}. \]
\[ \boxed{\Delta U=-588\ \text{кДж}} \]
Минус означает, что при остывании внутренняя энергия воды уменьшилась.
