Кусок льда был нагрет от -40 до -10. При этом было затрачено 21 кДж тепла. Определите массу льда

Для определения массы льда, нам необходимо использовать уравнение теплового баланса:

Q = m c ΔT,

где Q - количество тепла, затраченное на нагревание, m - масса льда, c - удельная теплоемкость вещества (для льда c = 2.09 кДж/(кг*°C)), ΔT - изменение температуры.

Из условия задачи мы знаем, что ΔT = -10 - (-40) = 30°C, Q = 21 кДж. Подставляем известные значения в уравнение:

21 = m 2.09 30,

21 = 62.7m,

m = 21 / 62.7 ≈ 0.335 кг.

Таким образом, масса льда составляет около 0.335 кг.

Для решения задачи необходимо учитывать теплоемкость льда и использовать формулу для расчета количества тепла, необходимого для нагрева тела. В данном случае мы рассматриваем нагрев льда от начальной температуры -40 °C до конечной температуры -10 °C.

1. Вспомним формулу для количества тепла, необходимого для нагрева тела: [ Q = mc\Delta T, ] где:

   • ( Q ) — количество тепла, Дж (в данном случае 21 кДж или 21000 Дж),
   • ( m ) — масса тела, кг,
   • ( c ) — удельная теплоемкость вещества, Дж/(кг·°C) (для льда ( c \approx 2100 ) Дж/(кг·°C)),
   • ( \Delta T ) — изменение температуры, °C.

2. Определим изменение температуры: [ \Delta T = T{\text{конечная}} - T{\text{начальная}} = -10 - (-40) = 30 \, °C. ]

3. Подставим известные значения в формулу для расчета количества тепла: [ 21000 = m \cdot 2100 \cdot 30. ]

4. Решим уравнение для ( m ): [ m = \frac{21000}{2100 \cdot 30}. ]

5. Выполним вычисления: [ m = \frac{21000}{63000} = \frac{21}{63} = \frac{1}{3} \approx 0.333 \, \text{кг}. ]

Таким образом, масса льда составляет примерно 0.333 кг.