С2. Сколько энергии потребуется для полного расплавления и превращения в пар куска льда массой 0,5 кг и температурой −10 °C? Удельная теплоёмкость льда равна 2100 Дж/(кг·°C), удельная теплота плавления льда — 340 кДж/кг, удельная теплота парообразования воды — 23 МДж/кг.

Предполагаем, что воду после плавления нужно нагреть от 0 °C до 100 °C. Используем стандартную удельную теплоёмкость воды \(c=4200\) Дж/(кг·°C).

Нагрев льда до 0 °C: \(Q_1=c_{л}m\Delta t=2100\cdot0.5\cdot10=10500\) Дж.

Плавление льда: \(Q_2=\lambda m=340000\cdot0.5=170000\) Дж.

Нагрев воды до 100 °C: \(Q_3=cm\Delta t=4200\cdot0.5\cdot100=210000\) Дж.

Парообразование: \(Q_4=Lm=23\,000\,000\cdot0.5=11\,500\,000\) Дж.

Общее количество теплоты: \(Q=Q_1+Q_2+Q_3+Q_4=11\,890\,500\) Дж.

Ответ: 11,8905 МДж (примерно 11,9 МДж).