Какое количество теплоты выделится при затвердевании 2 л воды, взятой при температуре 10 °C? Изобразите этот процесс на графике.

Объём воды $V=2\text{ л}$. Плотность воды примерно $1\text{ кг/л}$, поэтому

Вода сначала охлаждается от $10^\circ\text{C}$ до $0^\circ\text{C}$, затем при $0^\circ\text{C}$ затвердевает.

Количество теплоты, выделившееся при охлаждении:

Количество теплоты, выделившееся при кристаллизации воды:

где $\lambda=3{,}34\cdot 10^5\text{ Дж/кг}$ — удельная теплота плавления льда.

Общее количество теплоты:

или

График зависимости температуры от времени будет таким:

T, °C
 ^
 | 10 ●
 |     \
 |      \
 |       \
 |        ●────────────────────●
 |        0                    0
 |
 +---------------------------------> t
          охлаждение       затвердевание
          воды 10 → 0 °C   воды при 0 °C

На наклонном участке вода охлаждается, поэтому её температура понижается от $10^\circ\text{C}$ до $0^\circ\text{C}$. На горизонтальном участке температура не меняется: выделяемая теплота идёт на переход воды в лёд.