2. В холодильнике произошло образование льда из воды, температура которой составляла 20 °С, и лед получил массу

Для решения данной задачи используем формулу Q = mcΔT, где Q - количество выделившейся или поглощенной теплоты, m - масса вещества, c - удельная теплоемкость, ΔT - изменение температуры.

а) Найдем количество выделившейся теплоты от воды и льда.

Для воды:
масса воды = 200 г
температура воды до замерзания = 20 °С
температура замерзания воды = 0 °С

Вычислим количество выделившейся теплоты от воды с помощью формулы Q = mcΔT:

Q_воды = mcΔT_воды = m_воды * c_воды * ΔT_воды = 200 г * 1 кал/г*°С * (0 °С - 20 °С) = 4000 кал.

Для льда:
масса льда = 200 г
температура льда = -5 °С
температура замерзания воды = 0 °С

Вычислим количество выделившейся теплоты от льда с помощью формулы Q = mcΔT:

Q_льда = mcΔT_льда = m_льда * c_льда * ΔT_льда = 200 г * 0.5 кал/г*°С * (-5 °С - 0 °С) = -1000 кал.

Ответ:
а) Количество выделившейся теплоты от воды составляет 4000 кал, а от льда составляет -1000 кал. Здесь знак "-" означает, что лед поглотил 1000 кал теплоты.

б) Для определения времени, затраченного на образование льда, воспользуемся формулой мощности:

P = W / t,

где P - мощность холодильника, W - количество выделившейся энергии, t - время.

Из условия задачи известно, что количество выделившейся теплоты при образовании льда составляет 10% от количества энергии, потребленной холодильником. Таким образом:

W = 0.1 * P * t.

Подставим известные значения:

60 Вт * t = 0.1 * 1000 кал,

60 Вт * t = 100 кал,

t = 100 кал / 60 Вт ≈ 1.67 с.

Ответ: Время, затраченное на образование льда, составляет примерно 1.67 секунды.