Сколько энергии требуется для превращения 200 г льда изначально при температуре -3°С в воду при температуре 10°С?

Для решения этой задачи нужно воспользоваться формулой для расчета количества теплоты. Формула имеет вид:

\(Q = m \cdot c \cdot \Delta T\),

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

Первым шагом нужно определить количество теплоты, необходимое для нагревания льда до 0°C. Удельная теплоемкость льда составляет 2,09 Дж/(г · °C). Масса льда составляет 200 г, а изменение температуры равно \(0 - (-3) = 3\)°C. Подставим значения в формулу:

\(Q_1 = 200 \cdot 2,09 \cdot 3 = 1254\) Дж.

Теперь посчитаем количество теплоты, необходимое для плавления льда при 0°C. Для этого нужно умножить массу льда на удельную теплоту плавления воды, которая составляет 334 Дж/г.

\(Q_2 = 200 \cdot 334 = 66800\) Дж.

Так как плавление происходит при постоянной температуре, \(\Delta T = 0\).

Теперь рассчитаем количество теплоты, необходимое для нагревания получившейся воды от 0°C до 10°C. Удельная теплоемкость воды составляет 4,18 Дж/(г · °C). Масса воды равна 200 г, а изменение температуры составляет \(10 - 0 = 10\)°C. Подставим значения в формулу:

\(Q_3 = 200 \cdot 4,18 \cdot 10 = 8360\) Дж.

Теперь сложим все полученные значения теплоты:

\(Q_{общ} = Q_1 + Q_2 + Q_3 = 1254 + 66800 + 8360 = 76 414\) Дж.

Таким образом, для превращения 200 г льда изначально при температуре -3°C в воду при температуре 10°C требуется 76 414 Дж энергии.