3. Какое количество теплоты пошло на приготовление в полярных условиях питьевой воды из льда массой 10 кг, взятого при температуре (−20 °C), если температура должна быть равной 15 °C? Удельная теплоёмкость льда 2100 Дж/(кг · °C), температура его плавления 0 °C, удельная теплота плавления 340 кДж/кг, удельная теплоёмкость воды [числовые данные обрезаны].

Для последнего этапа использую стандартное значение удельной теплоёмкости воды \(c = 4200\) Дж/(кг · °C); в условии эта часть строки обрезана.

Дано: масса льда 10 кг; начальная температура −20 °C; температура плавления 0 °C; конечная температура воды 15 °C; теплоёмкость льда 2100 Дж/(кг · °C); удельная теплота плавления 340 кДж/кг.

Теплота расходуется на нагревание льда до 0 °C, его плавление и нагревание воды до 15 °C:

\(Q = mc_{л}(0 - (-20)) + m\lambda + mc_{в}(15 - 0)\).

Нагревание льда: \(Q_1 = 10 \cdot 2100 \cdot 20 = 420\,000\) Дж = 420 кДж.

Плавление: \(Q_2 = 10 \cdot 340 = 3400\) кДж.

Нагревание воды: \(Q_3 = 10 \cdot 4200 \cdot 15 = 630\,000\) Дж = 630 кДж.

\(Q = 420 + 3400 + 630 = 4450\) кДж.

Ответ: 4450 кДж (при удельной теплоёмкости воды 4200 Дж/(кг · °C)).