При изготовлении льда в морозильной камере домашнего холодильника потребовалось 6 мин для того, чтобы охладить воду от 4 °С до 0 °С. Удельная теплоёмкость воды Св = 4200 Дж/(кг· °С), удельная теплоёмкость льда сл = 2100 Дж/(кг· °С), удельная теплота плавления льда ^ = 330 кДж/кг. 1) Какое количество теплоты отдала вода при охлаждении до 0°С, если её масса 100 г? 2) Какое количество теплоты отдала вода при кристаллизации, если её масса 100 г? Для того чтобы избежать в аэропорту доплаты за лишний вес багажа, Рита решила взвесить свой чемодан заранее. Вещи какой минимальной суммарной массы нужно переложить Рите в ручную кладь, если разрешённая масса багажа 25 кг? Ответ дайте в кг.

1) Определим количество теплоты, отданное водой при охлаждении. Запишем формулу:

$$Q = cm\Delta t$$, где:

• Q - количество теплоты, отданное водой при охлаждении;
• с - удельная теплоемкость воды, с = 4200 Дж/(кг·°С);
• m - масса воды, m = 100 г = 0,1 кг;
• \(\Delta t\) - изменение температуры воды, \(\Delta t\) = 4 °С - 0 °С = 4 °С.

Подставим значения в формулу:

$$Q = 4200 \frac{\text{Дж}}{\text{кг} \cdot \text{°С}} \cdot 0.1 \text{ кг} \cdot 4 \text{ °С} = 1680 \text{ Дж}$$

2) Определим количество теплоты, отданное водой при кристаллизации. Запишем формулу:

$$Q = \lambda m$$, где:

• Q - количество теплоты, отданное водой при кристаллизации;
• \(\lambda\) - удельная теплота плавления льда, \(\lambda\) = 330 кДж/кг = 330000 Дж/кг;
• m - масса воды, m = 100 г = 0,1 кг.

Подставим значения в формулу:

$$Q = 330000 \frac{\text{Дж}}{\text{кг}} \cdot 0.1 \text{ кг} = 33000 \text{ Дж}$$

Определим массу багажа по шкале весов. Цена деления шкалы 1 кг. Масса багажа равна 30 кг.

Определим массу, которую нужно переложить в ручную кладь:

$$30 - 25 = 5 \text{ кг}$$

Ответ: 1) 1680 Дж; 2) 33000 Дж; 5 кг