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:
\[Q = m \cdot C \cdot \Delta T\]

где \(C\) - удельная теплоемкость вещества, \(\Delta T\) - изменение температуры.

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

Поскольку лед остается на постоянной температуре и не изменяет свое состояние, значит, \(\Delta T\) 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.