Сколько теплоты высвободилось при кристаллизации и охлаждении льда, если литровую кастрюлю, полностью заполненную

Для решения данной задачи, мы можем использовать физическую формулу, связанную с теплообменом.

Задачу можно разбить на два шага:
1. Вычислить количество теплоты, высвободившееся при кристаллизации льда.
2. Вычислить количество теплоты, высвободившееся при охлаждении льда до заданной температуры.

Перейдем к первому шагу:

Объем воды в кастрюле составляет 1 литр, что равно 1 кг, так как плотность воды составляет около 1 кг/л.

Для вычисления количества теплоты, высвобождаемого при кристаллизации льда, мы должны воспользоваться формулой:
$$Q=m\cdot L$$

где $Q$ - количество теплоты, $m$ - масса вещества, $L$ - удельная теплота плавления.

Подставляя известные значения, получаем:
$$Q_1=m\cdot L=1\text{кг}\cdot 330\text{кДж/кг}=330\text{кДж}$$

Теперь перейдем ко второму шагу:

Известно, что лед находится в термодинамическом равновесии с окружающей средой, поэтому его температура равна температуре окружающей среды.

При охлаждении льда теплота, высвобождающаяся в окружающую среду, может быть рассчитана с использованием следующей формулы:
$$Q=m\cdot C\cdot \mathrm{\Delta }T$$

где $C$ - удельная теплоемкость вещества, $\mathrm{\Delta }T$ - изменение температуры.

Удельная теплоемкость льда составляет около 2,1 кДж/кг·°C.

Поскольку лед остается на постоянной температуре и не изменяет свое состояние, значит, $\mathrm{\Delta }T$ равно 0, а количество высвобождаемой теплоты равно нулю.

Суммируем результаты первого и второго шагов:
$$Q_{\text{total}}=Q_1+Q_2=330\text{кДж}+0\text{кДж}=330\text{кДж}$$

Таким образом, количество теплоты, высвобожденное при кристаллизации и охлаждении льда, составляет 330 килоджоулей.