Какое количество теплоты необходимо для плавления 2 кг льда, взятого при температуре -10 °C?

Для того чтобы рассчитать количество теплоты, необходимое для плавления 2 кг льда, который изначально находится при температуре -10 °C, нужно учитывать два этапа:

1. Разогрев льда до 0 °C.

2. Плавление льда при 0 °C.

Этап 1: Разогрев льда от -10 °C до 0 °C

Для этого нужно использовать формулу для количества теплоты, необходимого для нагрева тела:

где:

• $Q_1$ — количество теплоты, необходимое для нагрева льда,

• $m$ — масса льда (2 кг),

• $c$ — удельная теплоёмкость льда (для льда $c = 2,1 \, \text{кДж/(кг·°C)}$),

• $\Delta T$ — изменение температуры (от -10 °C до 0 °C, то есть $\Delta T = 10 \, \text{°C}$).

Подставляем значения в формулу:

Этап 2: Плавление льда при 0 °C

Для плавления льда нужно использовать формулу для количества теплоты, необходимого для изменения агрегатного состояния:

где:

• $Q_2$ — количество теплоты, необходимое для плавления льда,

• $m$ — масса льда (2 кг),

• $L_f$ — скрытая теплота плавления льда (для льда $L_f = 334 \, \text{кДж/кг}$).

Подставляем значения в формулу:

Общее количество теплоты

Теперь, чтобы найти общее количество теплоты, сложим $Q_1$ и $Q_2$:

Таким образом, для того чтобы расплавить 2 кг льда, взятого при температуре -10 °C, необходимо 710 кДж теплоты.