6.36. Какое количество теплоты необходимо отобрать у воды массой 5 кг, имеющей температуру 10 °C, чтобы превратить её в лёд, имеющий температуру −30 °C?

Дано: масса воды 5 кг; начальная температура 10 °C; конечная температура льда −30 °C.

Охлаждение происходит в три этапа: вода остывает до 0 °C, замерзает, затем лёд охлаждается до −30 °C.

1. Охладим воду до 0 °C: \(Q_1 = cm\Delta t = 4200 \cdot 5 \cdot 10 = 210000\) Дж.
2. Кристаллизуем воду при 0 °C: \(Q_2 = \lambda m = 3.4 \cdot 10^5 \cdot 5 = 1700000\) Дж.
3. Охладим лёд до −30 °C: \(Q_3 = c_{л}m\Delta t = 2100 \cdot 5 \cdot 30 = 315000\) Дж.
4. Сложим отведённые количества теплоты: \(Q = Q_1 + Q_2 + Q_3 = 2225000\) Дж.

Ответ: необходимо отобрать 2 225 000 Дж (2,225 МДж) теплоты.