Реши задание на изображении

Кратко:

1. Внутренняя энергия увеличилась на 2160 Дж ≈ 2,16 кДж.
2. Потребуется 10 080 Дж ≈ 10,08 кДж теплоты.
3. Масса льда — 1 кг.

Как решать

Основная формула:

\[ Q=cm(t_2-t_1)=cm\Delta t \]

При нагревании без совершения работы изменение внутренней энергии равно полученной теплоте:

\[ \Delta U=Q \]

1. Чугунная деталь

Дано:
\(m=1\) кг, \(\Delta t=4^\circ C\),
\(c_{\text{чугуна}}\approx 540\ \frac{\text{Дж}}{\text{кг}\cdot^\circ C}\).

\[ Q=540\cdot 1\cdot 4=2160\ \text{Дж} \]

Ответ: внутренняя энергия увеличилась на 2160 Дж = 2,16 кДж.

2. Нагревание воды

Дано:
\(m=0{,}3\) кг,
\(t_1=12^\circ C\), \(t_2=20^\circ C\),
\(c_{\text{воды}}=4200\ \frac{\text{Дж}}{\text{кг}\cdot^\circ C}\).

\[ \Delta t=20-12=8^\circ C \]

\[ Q=4200\cdot 0{,}3\cdot 8=10\,080\ \text{Дж} \]

Ответ: 10 080 Дж ≈ 10,08 кДж.

3. Нагревание льда

Видимо, лёд нагревают от \(-10^\circ C\) до \(0^\circ C\), при этом он ещё не тает.
Тогда:

\[ \Delta t=0-(-10)=10^\circ C \]

Для льда:

\[ c_{\text{льда}}=2100\ \frac{\text{Дж}}{\text{кг}\cdot^\circ C} \]

\[ Q=21\ \text{кДж}=21\,000\ \text{Дж} \]

\[ m=\frac{Q}{c\Delta t} =\frac{21\,000}{2100\cdot 10} =1\ \text{кг} \]

Проверка:

\[ 2100\cdot 1\cdot 10=21\,000\ \text{Дж}=21\ \text{кДж} \]

Верно.

Ответ: масса льда 1 кг.