сколько льда, температура которого -5°C, может расплавить стальной шар массой 5 кг, охлаждаясь от 400°C до 0°C? Считайте, что вся энергия передаётся льду.

Для того чтобы рассчитать, сколько льда может расплавить стальной шар массой 5 кг, охлаждаясь от 400°C до 0°C, нужно использовать законы сохранения энергии и теплообмена. Рассмотрим все этапы этого процесса.

1. Рассчитаем количество тепла, которое отдаст стальной шар.

Для этого используем формулу для количества тепла:

где:

• $m$ — масса тела (в нашем случае 5 кг),

• $c$ — удельная теплоёмкость стали, примерно 0.46 Дж/(г·°C) или 460 Дж/(кг·°C),

• $\Delta T$ — изменение температуры (от 400°C до 0°C, то есть $\Delta T = 400 - 0 = 400$°C).

Подставляем значения:

2. Рассчитаем, сколько льда может расплавить это количество тепла.

Для этого используем формулу для тепла, необходимого для плавления льда:

где:

• $m_{\text{лед}}$ — масса льда,

• $L_f$ — удельная теплотворная способность плавления льда, равная 334 кДж/кг или 334000 Дж/кг.

Из этого уравнения можем выразить массу льда:

Подставляем значения:

Ответ:

Стальной шар массой 5 кг, охлаждаясь от 400°C до 0°C, может расплавить 0.275 кг льда при температуре -5°C.