Какое количество теплоты выделится при превращении 400 г воды, имеющей температуру 0°С, в лёд, температура которого - 10°С? Удельная теплоёмкость льда 2100 Дж/кг°С
Удельная теплота плавления льда 3,3×10 в 5 степени Дж/кг

Для решения задачи нужно учитывать два этапа:

1. Замерзание воды при 0°C, то есть превращение её в лёд при той же температуре. Для этого используется удельная теплота плавления льда ($\lambda$).

2. Охлаждение полученного льда от 0°C до -10°C. Для этого используется удельная теплоёмкость льда ($c$).

Дано:

• Масса воды: $m = 400 \, \text{г} = 0{,}4 \, \text{кг}$;
• Удельная теплоёмкость льда: $c = 2100 \, \text{Дж/кг°C}$;
• Удельная теплота плавления льда: $\lambda = 3{,}3 \cdot 10^5 \, \text{Дж/кг}$;
• Температура воды: $t_{\text{вода}} = 0°C$;
• Температура льда после охлаждения: $t_{\text{лёд}} = -10°C$.

Этап 1: Замерзание воды при $0°C$

Количество теплоты, выделяемое при превращении воды в лёд, рассчитывается по формуле:

Подставляем значения:

Этап 2: Охлаждение льда от $0°C$ до $-10°C$

Количество теплоты, выделяемое при охлаждении льда, рассчитывается по формуле:

где $\Delta t = 0°C - (-10°C) = 10°C$.

Подставляем значения:

Общее количество выделяемой теплоты:

Ответ:

Общее количество теплоты, выделяющееся при превращении 400 г воды при 0°C в лёд при -10°C, равно 140 400 Дж.