8. Какое количество теплоты необходимо для плавления 3 кг льда, имеющего начальную температуру -20 °С, и нагрева образовавшейся воды до температуры кипения? Удельная теплоёмкость воды равна 4200 Дж/(кг °С), удельная теплота плавления льда 330 кДж/кг.

Для решения этой задачи необходимо рассчитать количество теплоты на каждом этапе процесса: 1. Нагрев льда от -20 °С до 0 °С: $$Q_1 = c_{льда} \cdot m \cdot \Delta t_1$$ где $$c_{льда}$$ - удельная теплоёмкость льда (обычно принимается равной 2100 Дж/(кг·°С)), $$m$$ - масса льда, $$\Delta t_1$$ - изменение температуры льда. $$Q_1 = 2100 \frac{Дж}{кг \cdot °С} \cdot 3 кг \cdot (0 - (-20))°С = 2100 \cdot 3 \cdot 20 = 126000 \ Дж = 126 кДж$$ 2. Плавление льда при 0 °С: $$Q_2 = \lambda \cdot m$$ где $$\lambda$$ - удельная теплота плавления льда, $$m$$ - масса льда. $$Q_2 = 330 \cdot 10^3 \frac{Дж}{кг} \cdot 3 кг = 990000 \ Дж = 990 кДж$$ 3. Нагрев воды от 0 °С до 100 °С: $$Q_3 = c_{воды} \cdot m \cdot \Delta t_2$$ где $$c_{воды}$$ - удельная теплоёмкость воды, $$m$$ - масса воды, $$\Delta t_2$$ - изменение температуры воды. $$Q_3 = 4200 \frac{Дж}{кг \cdot °С} \cdot 3 кг \cdot (100 - 0)°С = 4200 \cdot 3 \cdot 100 = 1260000 \ Дж = 1260 кДж$$ 4. Общее количество теплоты: $$Q = Q_1 + Q_2 + Q_3 = 126 + 990 + 1260 = 2376 кДж$$ Ответ: Необходимо 2376 кДж теплоты.