20.38. Какое количество теплоты выделится при отвердевании 2 л воды, взятой при температуре 10 °C? Изобразите этот процесс на графике.

Дано: объём воды \(V=2\) л; температура воды \(10\ ^\circ\mathrm{C}\). При плотности воды 1 кг/л масса \(m=2\) кг. Используем \(c_в=4200\) Дж/(кг·°C) и \(\lambda=3.4\cdot10^5\) Дж/кг.

1. При охлаждении воды от 10 °C до 0 °C выделится \(Q_1=mc_в(10-0)=2\cdot4200\cdot10=84000\) Дж.
2. При замерзании воды выделится \(Q_2=m\lambda=2\cdot3.4\cdot10^5=680000\) Дж.
3. Полное количество выделившейся теплоты: \(Q=Q_1+Q_2=84000+680000=764000\) Дж.

На графике зависимости температуры от времени сначала температура воды падает до 0 °C, затем во время отвердевания остаётся постоянной:

Ответ: выделится 764 000 Дж (764 кДж).