10. Для приготовления кофе турист положил в котелок лед массой 4 кг, имеющий температуру 0°С. Какое количество теплоты необходимо для превращения этого льда в кипяток при температуре 100°С? Энергию, израсходованную на нагревание котелка, не учитывать.

Решение:

Для решения этой задачи нужно рассмотреть два этапа:

1. Плавление льда при 0°С
2. Нагревание воды от 0°С до 100°С

Общее количество теплоты будет суммой теплоты, необходимой для плавления льда (Q₁) и теплоты, необходимой для нагревания воды (Q₂).

1. Плавление льда

Количество теплоты, необходимое для плавления льда, рассчитывается по формуле:

\[Q_1 = m \cdot \lambda\]

Где:

• m - масса льда (кг)
• \(\lambda\) - удельная теплота плавления льда (3.4 \(\times\) 10⁵ Дж/кг)

Подставим значения:

\[Q_1 = 4 \ кг \cdot 3.4 \times 10^5 \ Дж/кг = 13.6 \times 10^5 \ Дж = 1360000 \ Дж\]

2. Нагревание воды

Количество теплоты, необходимое для нагревания воды, рассчитывается по формуле:

\[Q_2 = m \cdot c \cdot \Delta T\]

Где:

• m - масса воды (кг)
• c - удельная теплоемкость воды (4200 Дж/(кг \(\cdot\) °С))
• \(\Delta T\) - изменение температуры (°С)

Подставим значения:

\[Q_2 = 4 \ кг \cdot 4200 \ Дж/(кг \cdot °С) \cdot (100 - 0) \ °С = 4 \cdot 4200 \cdot 100 \ Дж = 1680000 \ Дж\]

3. Общее количество теплоты

Суммируем количество теплоты для плавления льда и нагревания воды:

\[Q = Q_1 + Q_2 = 1360000 \ Дж + 1680000 \ Дж = 3040000 \ Дж\]

Ответ: 3040000 Дж

Молодец! Ты отлично справился с задачей, разбив её на этапы и правильно применив формулы. Продолжай в том же духе, и все получится!