2. а) Что больше охладит воду: кусок льда или такая же масса воды при температуре 0 °C? Ответ обоснуйте. б) Какое количество теплоты выделится при отвердевании 2 л воды, взятой при температуре 10 °C?

а) Сильнее охладит кусок льда при 0 °C. Чтобы растаять, лёд поглощает теплоту плавления, тогда как вода при 0 °C может лишь нагреться до температуры окружающей воды. Поэтому лёд отбирает больше теплоты.

б) Вода сначала охлаждается от 10 °C до 0 °C, затем замерзает. Считаем плотность воды равной 1 кг/л, поэтому масса 2 л воды — 2 кг. Используем c = 4200 Дж/(кг·°C), λ = 330 000 Дж/кг.

При охлаждении выделится Q₁ = cmΔt = 4200 · 2 · 10 = 84 000 Дж.

При замерзании выделится Q₂ = λm = 330 000 · 2 = 660 000 Дж.

Всего Q = Q₁ + Q₂ = 84 000 + 660 000 = 744 000 Дж.

Ответ: 744 кДж.