С1. Куску льда массой 4 кг, имеющему температуру 0 °C, сообщили энергию 1480 кДж. Какая установится окончательная температура?

Решение:

Для решения этой задачи нам необходимо понять, как сообщенная энергия влияет на лед при температуре 0°C. При этой температуре энергия идет на плавление льда.

1. Определим, сколько энергии нужно для полного плавления льда.

   Для этого используем формулу:

   \[ Q_{плавления} = m · L \]

   Где:

   • m - масса льда (4 кг)
   • L - удельная теплота плавления льда (340 кДж/кг)

   Рассчитаем:

   \[ Q_{плавления} = 4 \text{ кг} · 340 \frac{\text{кДж}}{\text{кг}} = 1360 \text{ кДж} \]

2. Сравним сообщенную энергию с энергией, необходимой для плавления.

   Сообщенная энергия: \( Q_{сообщенная} = 1480 \text{ кДж} \)

   Энергия для плавления: \( Q_{плавления} = 1360 \text{ кДж} \)

   Так как \( Q_{сообщенная} > Q_{плавления} \), весь лед растает, и останется еще энергия, которая пойдет на нагрев воды.

3. Рассчитаем энергию, оставшуюся после плавления.

   \[ Q_{остаток} = Q_{сообщенная} - Q_{плавления} = 1480 \text{ кДж} - 1360 \text{ кДж} = 120 \text{ кДж} \]

4. Рассчитаем, насколько нагреется образовавшаяся вода.

   Масса образовавшейся воды равна массе льда: \( m_{воды} = 4 \text{ кг} \)

   Используем формулу:

   \[ Q_{остаток} = m_{воды} · c_{воды} · ΔT \]

   Отсюда найдем изменение температуры ΔT:

   \[ ΔT = \frac{Q_{остаток}}{m_{воды} · c_{воды}} \]

   Удельная теплоемкость воды \( c_{воды} \) примерно равна \( 4.2 \frac{\text{кДж}}{\text{кг} · °C} \). (Примечание: в задаче не дана удельная теплоемкость воды, будем использовать стандартное значение).

   \[ ΔT = \frac{120 \text{ кДж}}{4 \text{ кг} · 4.2 \frac{\text{кДж}}{\text{кг} · °C}} \]

   \[ ΔT = \frac{120}{16.8} °C ± 7.14 °C \]

5. Найдем окончательную температуру.

   Начальная температура воды после плавления льда равна 0°C. Следовательно, окончательная температура будет:

   \[ T_{окончательная} = T_{начальная} + ΔT = 0 °C + 7.14 °C = 7.14 °C \]

Ответ: 7.14 °C