9. Сколько энергии потребуется для полного расплавления и превращения в пар куска льда массой 2,5 кг, взятого при температуре -20 °С? (Удельная теплоемкость льда 2100 Дж/кг·°С, удельная теплота плавления льда 340 кДж/кг, удельная теплота парообразования воды 23 МДж/кг.)

Энергия рассчитывается как сумма трех этапов: нагрев льда до 0°С, плавление льда и превращение воды в пар.

1. Нагрев льда: Q1 = m * c_льда * ΔT = 2,5 кг * 2100 Дж/(кг·°С) * 20°С = 105000 Дж = 105 кДж.

2. Плавление льда: Q2 = m * λ = 2,5 кг * 340 кДж/кг = 850 кДж.

3. Превращение воды в пар (при 100°С, предполагая, что вода нагрелась до кипения): Q3 = m * L = 2,5 кг * 23000 кДж/кг = 57500 кДж.

Общая энергия: Q = Q1 + Q2 + Q3 = 105 кДж + 850 кДж + 57500 кДж = 58455 кДж.