Какое количество теплоты потребуется для обращения в воду льда массой 2 кг,взятого при 0 градусов и при нагревании образовавшейся воды до 30 градусов?

Для того чтобы рассчитать количество теплоты, необходимое для превращения льда в воду и нагрева этой воды до 30 градусов, необходимо учитывать несколько этапов процесса:

1. Таяние льда: Для того чтобы превратить лёд массой 2 кг при температуре 0 градусов в воду при 0 градусов, потребуется тепло, необходимое для плавления льда. Это количество теплоты можно найти по формуле:

   $$Q_1 = m \cdot L_f$$

   где:

   • $m = 2 \, \text{кг}$ — масса льда,
   • $L_f = 334 \, \text{кДж/кг}$ — скрытая теплота плавления льда.

   Таким образом:

   $$Q_1 = 2 \, \text{кг} \times 334 \, \text{кДж/кг} = 668 \, \text{кДж}.$$

   Это количество теплоты потребуется для того, чтобы растопить лёд.

2. Нагрев воды от 0 до 30 градусов: Далее, чтобы нагреть образовавшуюся воду с 0 до 30 градусов, нужно учитывать удельную теплоёмкость воды, которая равна $c_{\text{вода}} = 4.18 \, \text{кДж/кг°C}$. Количество теплоты, необходимое для нагрева воды, рассчитывается по формуле:

   $$Q_2 = m \cdot c_{\text{вода}} \cdot \Delta T$$

   где:

   • $m = 2 \, \text{кг}$ — масса воды (так как весь лёд превращается в воду, масса остаётся той же),
   • $c_{\text{вода}} = 4.18 \, \text{кДж/кг°C}$ — удельная теплоёмкость воды,
   • $\Delta T = 30 - 0 = 30 \, \text{°C}$ — изменение температуры.

   Подставляем значения:

   $$Q_2 = 2 \, \text{кг} \times 4.18 \, \text{кДж/кг°C} \times 30 \, \text{°C} = 250.8 \, \text{кДж}.$$

3. Общее количество теплоты: Суммируем оба этапа, так как оба они происходят последовательно:

   $$Q_{\text{total}} = Q_1 + Q_2 = 668 \, \text{кДж} + 250.8 \, \text{кДж} = 918.8 \, \text{кДж}.$$

Таким образом, для превращения льда массой 2 кг в воду и её нагрева до 30 градусов потребуется 918.8 кДж теплоты.