Кусок льда массой 2 кг имеет температуру t1=-20 градусов.Какое количество теплоты Q необходимо передать...

Для решения этой задачи нам нужно рассмотреть несколько этапов, которые проходит лёд при нагревании и превращении в воду:

1. Нагревание льда от -20°C до 0°C:

   • Здесь используется формула для количества теплоты, необходимого для нагрева: [ Q1 = m \cdot c{\text{лед}} \cdot \Delta t ] где ( m = 2 \, \text{кг} ) — масса льда, ( c_{\text{лед}} = 2.1 \, \text{кДж/(кг} \cdot \text{°C)} ) — удельная теплоёмкость льда, и ( \Delta t = 20 \, \text{°C} ) (разница температур от -20°C до 0°C).

2. Плавление льда при 0°C:

   • Здесь используется теплота плавления: [ Q_2 = m \cdot \lambda ] где ( \lambda = 334 \, \text{кДж/кг} ) — удельная теплота плавления льда.

3. Нагревание воды от 0°C до 20°C:

   • Формула для нагрева воды: [ Q3 = m \cdot c{\text{вода}} \cdot \Delta t ] где ( c_{\text{вода}} = 4.18 \, \text{кДж/(кг} \cdot \text{°C)} ) — удельная теплоёмкость воды, и ( \Delta t = 20 \, \text{°C} ).

Теперь рассчитаем количество теплоты для каждого этапа:

1. Нагревание льда от -20°C до 0°C: [ Q_1 = 2 \cdot 2.1 \cdot 20 = 84 \, \text{кДж} ]

2. Плавление льда: [ Q_2 = 2 \cdot 334 = 668 \, \text{кДж} ]

3. Нагревание воды от 0°C до 20°C: [ Q_3 = 2 \cdot 4.18 \cdot 20 = 167.2 \, \text{кДж} ]

Сложим все три количества теплоты, чтобы найти общее количество теплоты: [ Q = Q_1 + Q_2 + Q_3 = 84 + 668 + 167.2 = 919.2 \, \text{кДж} ]

Таким образом, для превращения 2 кг льда при -20°C в воду при 20°C необходимо передать 919.2 кДж теплоты.

Для превращения льда массой 2 кг с температурой -20 градусов в воду с температурой 20 градусов необходимо сначала нагреть лед до точки плавления (0 градусов), затем превратить его в воду при постоянной температуре 0 градусов, а затем нагреть получившуюся воду до 20 градусов.

1. Нагревание льда от -20 градусов до 0 градусов: Q1 = m c Δt, где m - масса льда (2 кг), c - удельная теплоемкость льда (2100 Дж/кгград), Δt - изменение температуры (0 - (-20) = 20 градусов). Q1 = 2 2100 * 20 = 84 000 Дж.

2. Плавление льда: Q2 = m L, где L - удельная теплота плавления льда (334 000 Дж/кг). Q2 = 2 334 000 = 668 000 Дж.

3. Нагревание воды от 0 градусов до 20 градусов: Q3 = m c Δt, где c - удельная теплоемкость воды (4186 Дж/кгград), Δt - изменение температуры (20 - 0 = 20 градусов). Q3 = 2 4186 * 20 = 167 440 Дж.

Итак, общее количество теплоты Q, необходимое для превращения льда массой 2 кг с температурой -20 градусов в воду с температурой 20 градусов, составляет: Q = Q1 + Q2 + Q3 = 84 000 + 668 000 + 167 440 = 919 440 Дж.

Для превращения льда массой 2 кг с температурой -20 градусов в воду с температурой 20 градусов необходимо передать количество теплоты Q = 360 кДж.