1) Какое количество теплоты необходимо для превращения льда массой 200 г, взятого при температуре −5 °C, в стоградусный пар? Потерями энергии на нагревание окружающей среды пренебречь. Ответ выразите в мегаджоулях (МДж).

Используемые формулы:

• нагревание: \(Q_1 = mc_{л}(t_2-t_1)\);
• плавление: \(Q_2 = \lambda m\);
• нагревание воды: \(Q_3 = mc_{в}(t_2-t_1)\);
• парообразование: \(Q_4 = rm\).

Дано: \(m=200\ г=0.2\ кг\), \(t_1=-5\ ^\circ C\), \(t_{пл}=0\ ^\circ C\), \(t_{к}=100\ ^\circ C\).

Примем табличные значения: \(c_{л}=2100\ Дж/(кг\cdot{}^\circ C)\), \(\lambda=3.3\cdot10^5\ Дж/кг\), \(c_{в}=4200\ Дж/(кг\cdot{}^\circ C)\), \(r=2.3\cdot10^6\ Дж/кг\).

СИ: масса уже переведена в килограммы.

1. Нагреем лёд от \(-5\ ^\circ C\) до \(0\ ^\circ C\):
   \(Q_1=0.2\cdot2100\cdot(0-(-5))=2100\ Дж\).
2. Расплавим лёд:
   \(Q_2=0.2\cdot3.3\cdot10^5=66000\ Дж\).
3. Нагреем получившуюся воду от \(0\ ^\circ C\) до \(100\ ^\circ C\):
   \(Q_3=0.2\cdot4200\cdot100=84000\ Дж\).
4. Превратим воду в пар:
   \(Q_4=0.2\cdot2.3\cdot10^6=460000\ Дж\).
5. Общее количество теплоты:
   \(Q=Q_1+Q_2+Q_3+Q_4=2100+66000+84000+460000=612100\ Дж\).
6. Переведём в мегаджоули: \(612100\ Дж=0.6121\ МДж\).

Ответ: \(Q=0.6121\ МДж\) (примерно \(0.61\ МДж\)).