Какое количество теплоты требуется для изменения агрегатного состояния 6 кг льда с температурой -11 °C до воды

Чтобы найти количество теплоты требуемое для изменения агрегатного состояния льда в воду, нам понадобится учесть три фазы: нагревание льда до его температуры плавления, плавление льда и нагревание получившейся воды до заданной температуры.

Шаг 1: Нагревание льда до 0 °C
Согласно условию, удельная теплоемкость льда составляет 2100 Дж/кг·°C, а начальная температура льда равна -11 °C. Чтобы нагреть 6 кг льда до 0 °C, нам нужно затратить следующее количество теплоты:

\[
Q_1 = m \cdot c \cdot \Delta T
\]

где \(m\) - масса в килограммах, \(c\) - удельная теплоемкость в Дж/кг·°C, а \(\Delta T\) - изменение температуры в °C.

Подставляя значения из условия, получаем:

\[
Q_1 = 6 \, \text{кг} \cdot 2100 \, \text{Дж/кг·°C} \cdot (0 - (-11)) \, \text{°C}
\]

\[
Q_1 = 6 \, \text{кг} \cdot 2100 \, \text{Дж/кг·°C} \cdot 11 \, \text{°C}
\]

\[
Q_1 = 138600 \, \text{Дж}
\]

Таким образом, количество теплоты, необходимое для нагревания льда до 0 °C, равно 138600 Дж.

Шаг 2: Плавление льда
Удельная теплота плавления льда составляет 3,4·10\textsuperscript{5} Дж/кг. Чтобы превратить 6 кг льда в воду при температуре плавления, нам понадобится следующее количество теплоты:

\[
Q_2 = m \cdot L
\]

где \(m\) - масса в килограммах, \(L\) - удельная теплота плавления в Дж/кг.

Подставляя значения из условия, получаем:

\[
Q_2 = 6 \, \text{кг} \cdot 3,4 \cdot 10^5 \, \text{Дж/кг}
\]

\[
Q_2 = 2,04 \cdot 10^6 \, \text{Дж}
\]

Таким образом, количество теплоты, необходимое для плавления льда, равно 2,04·10\textsuperscript{6} Дж.

Шаг 3: Нагревание воды от 0 °C до 51 °C
Удельная теплоемкость воды составляет 4200 Дж/кг·°C. Чтобы нагреть получившуюся воду от 0 °C до 51 °C, мы используем аналогичную формулу:

\[
Q_3 = m \cdot c \cdot \Delta T
\]

где \(m\) - масса в килограммах, \(c\) - удельная теплоемкость в Дж/кг·°C, а \(\Delta T\) - изменение температуры в °C.

Подставляя значения из условия, получаем:

\[
Q_3 = 6 \, \text{кг} \cdot 4200 \, \text{Дж/кг·°C} \cdot (51 - 0) \, \text{°C}
\]

\[
Q_3 = 6 \, \text{кг} \cdot 4200 \, \text{Дж/кг·°C} \cdot 51 \, \text{°C}
\]

\[
Q_3 = 1,274,400 \, \text{Дж}
\]

Таким образом, количество теплоты, необходимое для нагревания воды от 0 °C до 51 °C, равно 1,274,400 Дж.

Итоговый ответ:
Общее количество теплоты, требуемое для изменения агрегатного состояния 6 кг льда с температурой -11 °C до воды с температурой 51 °C, равно сумме всех трех шагов:

\[
Q_{\text{общ}} = Q_1 + Q_2 + Q_3 = 138600 + 2,04 \cdot 10^6 + 1,274,400 = 3,458,000 \, \text{Дж}
\]

Ответ округленный до десятых - 3,458,000 Дж.