Физика 8 класс

Для решения этой задачи необходимо учесть три этапа:

1. Подогрев льда от -20°C до 0°C.
2. Плавление льда при 0°C.
3. Подогрев воды от 0°C до 30°C.

Для каждого этапа используются разные формулы, и вот как это работает:

1. Подогрев льда от -20°C до 0°C. Используется формула Q = mcΔT, где m - масса вещества, c - удельная теплоемкость вещества, ΔT - изменение температуры. Для льда удельная теплоемкость c = 2.09 kJ/(kg·K), масса m = 10 кг, изменение температуры ΔT = 20 K (от -20°C до 0°C). Таким образом, Q1 = mcΔT = 10 кг * 2.09 kJ/(kg·K) * 20 K = 418 kJ.

2. Плавление льда при 0°C. Используется формула Q = mL, где L - удельная теплота плавления вещества. Для льда L = 334 kJ/kg, масса m = 10 кг. Таким образом, Q2 = mL = 10 кг * 334 kJ/kg = 3340 kJ.

3. Подогрев воды от 0°C до 30°C. Снова используется формула Q = mcΔT, но теперь для воды удельная теплоемкость c = 4.18 kJ/(kg·K), масса m = 10 кг (масса воды равна массе растопленного льда), изменение температуры ΔT = 30 K (от 0°C до 30°C). Таким образом, Q3 = mcΔT = 10 кг * 4.18 kJ/(kg·K) * 30 K = 1254 kJ.

Теперь сложим все полученные значения теплоты для каждого этапа: Q_total = Q1 + Q2 + Q3 = 418 kJ + 3340 kJ + 1254 kJ = 5012 kJ.

Ответ: для растопления льда при t=-20 °C и нагревания образовавшейся воды до t=30 °C потребуется 5012 килоджоулей теплоты.