Какое количество теплоты надо сообщить ледяному бруску массой 10 кг взятому при -10°С, чтобы растопить его полностью

Чтобы найти количество теплоты, которое нужно сообщить ледяному бруску массой 10 кг, взятому при температуре -10°С, чтобы растопить его полностью, необходимо учесть несколько физических процессов:

1. Нагрев льда от -10°C до 0°C: Для этого нужно использовать формулу для количества теплоты, необходимого для нагрева тела:

   $$Q_1 = m \cdot c \cdot \Delta T$$

   где:

   • $m$ — масса льда (10 кг),
   • $c$ — удельная теплоёмкость льда, которая равна 2100 Дж/(кг·°C),
   • $\Delta T$ — изменение температуры, то есть $0 - (-10) = 10$°C.

   Подставляем значения:

   $$Q_1 = 10 \cdot 2100 \cdot 10 = 210000 \text{ Дж}.$$

   То есть для того, чтобы нагреть лёд до 0°C, потребуется 210000 Дж.

2. Плавление льда при 0°C: Для плавления льда при 0°C используется формула:

   $$Q_2 = m \cdot L_f$$

   где:

   • $L_f$ — скрытая теплота плавления льда, равная 334000 Дж/кг.

   Подставляем значения:

   $$Q_2 = 10 \cdot 334000 = 3340000 \text{ Дж}.$$

   Это количество теплоты необходимо для того, чтобы растопить весь лёд.

3. Общее количество теплоты: Общее количество теплоты, которое нужно сообщить льду, чтобы нагреть его до 0°C и затем растопить, равно сумме двух количеств теплоты:

   $$Q_{\text{total}} = Q_1 + Q_2 = 210000 + 3340000 = 3550000 \text{ Дж}.$$

Таким образом, чтобы растопить полностью ледяной брусок массой 10 кг, взятый при -10°C, нужно сообщить 3550000 Дж теплоты.