5. а) Из чайника налили чай в стакан с сахаром и в стакан без сахара. В каком стакане чай будет холоднее? Почему? б) Какое количество теплоты потребуется, чтобы расплавить 100 г льда, взятого при температуре −5 °C, а затем полученную воду нагреть до 20 °C?

а) При прочих равных условиях холоднее будет чай в стакане с сахаром: при растворении сахар поглощает некоторое количество теплоты. Разница обычно невелика.

б) Требуется нагреть лёд от −5 °C до 0 °C, расплавить его и нагреть воду до 20 °C. Дано: m = 0,1 кг; c льда = 2100 Дж/(кг·°C); λ = 330 000 Дж/кг; c воды = 4200 Дж/(кг·°C).

Нагревание льда: Q₁ = 2100 · 0,1 · 5 = 1050 Дж.

Плавление: Q₂ = 330 000 · 0,1 = 33 000 Дж.

Нагревание воды: Q₃ = 4200 · 0,1 · 20 = 8400 Дж.

Полное количество теплоты: Q = Q₁ + Q₂ + Q₃ = 1050 + 33 000 + 8400 = 42 450 Дж.

Ответ: 42,45 кДж.