Дано:
m = 10 кг;
$t_{0}$ = 40 °С;
$t_{1}$ = −20 °С;
$t_{кр}$ = 0 °С.
Найти:
Q − ?
Решение:
Температура кристаллизации − 0 °С. Значит это вещество − вода.
$с_{в} = 4200 \frac{Дж}{кг * °С}$;
$λ = 34 * 10^{4}$ Дж/кг.
$с_{л} = 2100 \frac{Дж}{кг * °С}$;
Количество теплоты, выделившееся при охлаждении воды до температуры кристаллизации:
$Q_{охл} = с_{в}m (t_{0} - t_{кр})$;
$Q_{охл} = 4200 * 10 * (40 - 0) = 1 680 000$Дж;
Количество теплоты, выделившееся при кристаллизации воды:
$Q_{кр} = λ * m$;
$Q_{кр} = 34 * 10^{4} * 10 = 3 400 000$ Дж;
Количество теплоты, выделившееся при охлаждении льда:
$Q_{л} = с_{л}m (t_{1} - t_{кр})$;
$Q_{л} = 2100 * 10 * (0 - (-20)) = 420 000$Дж;
Общее количество теплоты:
$Q = Q_{охл} + Q_{кр} + Q_{л} $;
Q = 1 680 000 + 3 400 000 + 420 000 = 5 500 000 Дж = 5,5 МДж.
Ответ: 5,5 МДж.