2. Мұзды қыздыру және балқыту. Массасы 0,5 кг мұзды −10 °C-тан 0 °C-қа дейін қыздырып, осы температурада толық балқытты. Пайда болған суды +20 °C-қа дейін жылытты. Мұздың меншікті жылусыйымдылығы: 2100 Дж/(кг·°C). Меншікті балқу жылуы: 340 000 Дж/кг; судың меншікті жылусыйымдылығы: 4200 Дж/(кг·°C). а) Балқу кезінде температураның 0 °C деңгейінде тұрақты болуын негіздеңіз. б) Үш кезеңге жұмсалған толық жылу мөлшерін есептеңіз.

а) Қалыпты қысымда мұз 0 °C-та балқиды. Балқу барысында берілген жылу температураны арттыруға емес, кристалдық торды бұзып, мұзды суға айналдыруға жұмсалады. Сондықтан мұз толық балқығанша температура 0 °C болып қалады.

б) 1-кезең: мұзды −10 °C-тан 0 °C-қа дейін қыздыру.

\(Q_1=cm\Delta t=2100\cdot0.5\cdot10=10\,500\) Дж.

2-кезең: мұзды 0 °C-та балқыту.

\(Q_2=\lambda m=340\,000\cdot0.5=170\,000\) Дж.

3-кезең: суды 0 °C-тан 20 °C-қа дейін қыздыру.

\(Q_3=c_{су}m\Delta t=4200\cdot0.5\cdot20=42\,000\) Дж.

Жалпы жылу мөлшері: \(Q=Q_1+Q_2+Q_3=10\,500+170\,000+42\,000=222\,500\) Дж.

Жауап: үш кезеңге барлығы 222 500 Дж жылу жұмсалады.