Для получения 5 кг воды с температурой 0°C из льда, находящегося при температуре -10°C, нужно сначала нагреть лед до точки плавления, затем плавить его, а затем нагревать получившуюся воду до 0°C.
- Нагревание льда с -10°C до 0°C:
Q1 = m c ΔT,
где
m = 5 кг - масса льда,
c = 2100 Дж/(кг*°C) - удельная теплоемкость льда,
ΔT = (0°C - (-10°C)) = 10°C - изменение температуры.
Q1 = 5 кг 2100 Дж/(кг°C) * 10°C = 105000 Дж.
- Плавление льда:
Q2 = m L,
где
L = 3,4 10^5 Дж/кг - удельная теплота плавления льда.
Q2 = 5 кг 3,4 10^5 Дж/кг = 1,7 * 10^6 Дж.
- Нагревание воды до 0°C:
Q3 = m c ΔT,
где
m = 5 кг - масса воды,
c = 4200 Дж/(кг*°C) - удельная теплоемкость воды,
ΔT = (0°C - 0°C) = 0°C - изменение температуры.
Q3 = 5 кг 4200 Дж/(кг°C) * 0°C = 0 Дж.
Итак, общее количество энергии, необходимое для получения 5 кг воды с температурой 0°C из льда при -10°C, составляет:
Q = Q1 + Q2 + Q3 = 105000 Дж + 1,7 10^6 Дж + 0 Дж = 1,805 10^6 Дж.
Таким образом, для получения 5 кг воды с температурой 0°C из льда при -10°C потребуется 1,805 * 10^6 Дж энергии.