Какое количество теплоты Q было передано извне содержимому стакана, если в жаркий день на столе был стакан с лимонадом

Чтобы решить эту задачу, мы можем использовать понятие поглощения/выделения теплоты при смене агрегатного состояния вещества. При изменении состояния с твердого на жидкое, лед поглощает теплоту, а при изменении состояния с жидкого на твердое, вода выделяет теплоту.

Для решения задачи нам нужно определить, сколько теплоты поглотил лед при растворении.

Давайте вычислим сколько теплоты понадобилось для нагревания лимонада до комнатной температуры. Для этого мы воспользуемся формулой

\(Q_1 = mc\Delta T\),

где \(Q_1\) - количество теплоты, \(m\) - масса вещества, \(c\) - удельная теплоемкость, \(\Delta T\) - изменение температуры.

Масса лимонада до растворения льда составляла 250 грамм, а масса лимонада после растворения льда составляет 295 грамм. Следовательно, \(\Delta m = 295 - 250 = 45\) грамм.

Теперь мы можем вычислить количество теплоты \(Q_1\) для нагревания лимонада:

\(Q_1 = mc\Delta T_1\),

где \(c\) - удельная теплоемкость воды, \(m\) - масса воды, \(\Delta T_1\) - изменение температуры.

Предположим, что комнатная температура равна 25°C, а начальная температура лимонада была равна температуре льда, то есть 0°C. Следовательно, \(\Delta T_1 = 25 - 0 = 25\)°C.

Мы также знаем, что удельная теплоемкость воды \(c\) равна 4,18 Дж/(г°C).

Теперь мы можем вычислить \(Q_1\):

\(Q_1 = mc\Delta T_1 = 45 \cdot 4,18 \cdot 25\) Дж.

Масса льда равна 50 грамм. Для растворения льда и перехода его от твердого состояния к жидкому требуется определенное количество теплоты. Для этого мы можем использовать формулу

\(Q_2 = mL\),

где \(Q_2\) - количество теплоты, \(m\) - масса льда, \(L\) - удельная теплота плавления.

Удельная теплота плавления льда \(L\) равна 334 Дж/г.

Теперь мы можем вычислить \(Q_2\):

\(Q_2 = mL = 50 \cdot 334\) Дж.

Наконец, общее количество теплоты, переданное извне содержимому стакана, равно сумме \(Q_1\) и \(Q_2\):

\(Q = Q_1 + Q_2\).

Подставим значения и произведем вычисления.