Литровую кастрюлю, полностью заполненную водой, из комнаты вынесли на мороз. Зависимость температуры воды от времени представлена на рисунке. Какое количество теплоты выделилось при кристаллизации и охлаждении льда?

Question

Вопрос:

Литровую кастрюлю, полностью заполненную водой, из комнаты вынесли на мороз. Зависимость температуры воды от времени представлена на рисунке. Какое количество теплоты выделилось при кристаллизации и охлаждении льда?

Фотография

Ответ ассистента

Accepted Answer

Для решения задачи воспользуемся формулами тепловых процессов: 1. **Охлаждение воды:** $Q_1 = c_в \cdot m \cdot (t_{нач} - t_{кон}) = 4200 \, \text{Дж/(кг·°C)} \cdot 1 \, \text{кг} \cdot (20 - 0) \, \text{°C} = 84000 \, \text{Дж} = 84 \, \text{кДж}$. 2. **Кристаллизация воды (замерзание):** $Q_2 = \lambda \cdot m = 330000 \, \text{Дж/кг} \cdot 1 \, \text{кг} = 330000 \, \text{Дж} = 330 \, \text{кДж}$. 3. **Охлаждение льда:** По графику видно, что охлаждение льда происходит в интервале времени от 45 до 55 минут (на графике точка начала охлаждения льда соответствует 45 минутам, так как кристаллизация идет с 10 до 45 минут — интервал 35 минут). В конце охлаждения температура льда достигает -20°C. $Q_3 = c_л \cdot m \cdot \Delta t = 2100 \, \text{Дж/(кг·°C)} \cdot 1 \, \text{кг} \cdot (0 - (-20)) \, \text{°C} = 2100 \cdot 20 = 42000 \, \text{Дж} = 42 \, \text{кДж}$. **Общее количество теплоты:** $Q = Q_1 + Q_2 + Q_3 = 84 + 330 + 42 = 456 \, \text{кДж}$. **Ответ:** 456 кДж.

Ответ ассистента

Другие решения