В графин для лимонада положили лед при температуре -5°С массой 400г и оставили на подоконнике. Через некоторое время лёд растаял. Определите количество теплоты выделившееся в результате плавления льда​

Для решения этой задачи нам нужно рассчитать количество теплоты, которое было необходимо для того, чтобы лед массой 400 г, находящийся при температуре -5°C, полностью растаял. Решение этой задачи включает несколько этапов:

1. Подогрев льда до 0°C: Сначала лед при температуре -5°C должен нагреться до 0°C. Количество теплоты, необходимое для этого, можно рассчитать по формуле: $Q_1 = m \cdot c_{\text{лед}} \cdot \Delta T$, где $m$ - масса льда (400 г), $c_{\text{лед}}$ - удельная теплоемкость льда (около 2.1 кДж/кг°C), и $\Delta T$ - изменение температуры (5°C).

2. Плавление льда: Когда лед достигнет 0°C, он начнет таять. Количество теплоты, необходимое для плавления льда, рассчитывается по формуле: $Q_2 = m \cdot \lambda$, где $\lambda$ - удельная теплота плавления льда (около 334 кДж/кг).

Общее количество теплоты $Q$, необходимое для превращения льда при -5°C в воду при 0°C, будет равно сумме $Q_1$ и $Q_2$.

Теперь давайте выполним эти расчеты:

1. Рассчитаем $Q_1$: $Q_1 = 0.4 \, \text{кг} \times 2.1 \, \text{кДж/кг°C} \times 5 \, \text{°C}$.
2. Рассчитаем $Q_2$: $Q_2 = 0.4 \, \text{кг} \times 334 \, \text{кДж/кг}$.

Сложим $Q_1$ и $Q_2$ для получения общего количества теплоты.

Общее количество теплоты, необходимое для того, чтобы лед массой 400 г при температуре -5°C полностью растаял, составляет примерно 137.8 кДж. Это включает в себя тепло для подогрева льда до 0°C и тепло, необходимое для его плавления. ​​