7. Килограммовый кусок льда внесли с мороза в тёплое помещение. Зависимость температуры льда от времени представлена на рисунке. Какое количество теплоты (в кДж) получил лёд в течение первых 5 мин.?

Решение:

На графике видно, что в течение первых 5 минут температура льда изменяется от -20 °C до 0 °C.

Для расчёта количества теплоты, полученного льдом, используем формулу:

\( Q = c \cdot m \cdot \Delta T \)

где:

• \( Q \) — количество теплоты (Дж);
• \( c \) — удельная теплоёмкость льда (Дж/(кг·°C));
• \( m \) — масса льда (кг);
• \( \Delta T \) — изменение температуры (°C).

Из графика известно:

• Масса льда \( m = 1 \) кг.
• Изменение температуры \( \Delta T = 0 °C - (-20 °C) = 20 °C \).

Удельная теплоёмкость льда \( c_{льда} \) примерно равна 2100 Дж/(кг·°C).

Подставляем значения в формулу:

\( Q = 2100 \ \text{Дж/(кг} \cdot \text{°C)} \cdot 1 \ \text{кг} \cdot 20 \ \text{°C} \)

\( Q = 42000 \ \text{Дж} \)

Переведём джоули в килоджоули, разделив на 1000:

\( Q = \frac{42000}{1000} \ \text{кДж} = 42 \ \text{кДж} \)

Ответ: 42 кДж