Сколько теплоты необходимо для перевода 7 кг льда с температурой -21 °C в воду при температуре 22 °C? Температура

Для решения данной задачи мы можем использовать формулу для расчета теплоты:

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

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

Сначала нам нужно определить, сколько теплоты требуется для нагревания льда от температуры -21 °C до температуры плавления 0 °C. Для этого мы используем формулу:

\[Q_1 = m \cdot c_{\text{льда}} \cdot \Delta T_1\]

где:
\(m = 7\) кг - масса льда,
\(c_{\text{льда}} = 2100\) Дж/(кг⋅°C) - удельная теплоемкость льда,
\(\Delta T_1 = 0 - (-21) = 21\) °C - изменение температуры.

Подставив значения, получаем:

\[Q_1 = 7 \cdot 2100 \cdot 21 = 308700\) Дж

Теперь мы должны определить, сколько теплоты необходимо для плавления льда. Это можно посчитать с помощью формулы:

\[Q_2 = m \cdot L_f\]

где:
\(m = 7\) кг - масса льда,
\(L_f = 3.4 \cdot 10^5\) Дж/кг - удельная теплота плавления льда.

Подставив значения, получаем:

\[Q_2 = 7 \cdot 3.4 \cdot 10^5 = 2380000\) Дж

Наконец, мы можем вычислить, сколько теплоты требуется для нагревания воды от температуры плавления 0 °C до 22 °C, используя формулу:

\[Q_3 = m \cdot c_{\text{воды}} \cdot \Delta T_2\]

где:
\(m = 7\) кг - масса воды,
\(c_{\text{воды}} = 4200\) Дж/(кг⋅°C) - удельная теплоемкость воды,
\(\Delta T_2 = 22 - 0 = 22\) °C - изменение температуры.

Подставив значения, получаем:

\[Q_3 = 7 \cdot 4200 \cdot 22 = 646800\) Дж

Теперь мы можем найти общую теплоту, используя формулу:

\[Q = Q_1 + Q_2 + Q_3\]

Подставив значения, получаем:

\[Q = 308700 + 2380000 + 646800 = 3334500\) Дж

Ответ округляем до десятых:

\[Q \approx 3334500\) Дж \approx 3334500/1000 = 3334.5\) кДж

Таким образом, для перевода 7 кг льда с температурой -21 °C в воду при температуре 22 °C необходимо около 3334.5 кДж теплоты.