Вариант 1. 1. Найти количество теплоты, необходимое для плавления льда массой 500 г, взятого при 0 °C. Удельная теплота плавления льда 3,4·10⁵ Дж/кг. 2. Найти количество теплоты, необходимое для превращения в пар 2 кг воды, взятых при 50 °C. Удельная теплоёмкость воды 4200 Дж/(кг·°C), удельная теплота парообразования воды 2,3·10⁶ Дж/кг. 3. Какое количество теплоты выделится при полном сгорании бензина массой 5 кг и каменного угля массой 10 кг (сумма)? Удельная теплота сгорания: бензин 46·10⁶ Дж/кг; каменный уголь 29·10⁶ Дж/кг. 4. Во сколько раз больше теплоты выделится при полном сгорании водорода массой 6 кг, чем при полном сгорании сухих берёзовых дров той же массы? Удельная теплота сгорания: водород 120·10⁶ Дж/кг; дрова 10·10⁶ Дж/кг. 5. В калориметр налили 0,2 кг воды при температуре 25 °C. Какова будет температура этой воды, если в ней растает 5 г льда? Удельная теплоёмкость воды 4200 Дж/(кг·°C), удельная теплота плавления льда 3,4·10⁵ Дж/кг.

1. Переведём массу в килограммы: 500 г = 0,5 кг. Для плавления при 0 °C используем формулу Q = λm.

   Q = 3,4·10⁵ · 0,5 = 1,7·10⁵ Дж.

2. Сначала нагреваем воду от 50 °C до 100 °C, затем испаряем её.

   Q₁ = cmΔt = 4200 · 2 · (100 − 50) = 420 000 Дж.

   Q₂ = Lm = 2,3·10⁶ · 2 = 4 600 000 Дж.

   Q = Q₁ + Q₂ = 5 020 000 Дж.

3. Теплота сгорания смеси равна сумме теплот сгорания каждого топлива.

   Q = 46·10⁶ · 5 + 29·10⁶ · 10 = 230·10⁶ + 290·10⁶ = 520·10⁶ Дж.

4. При одинаковой массе отношение выделившихся теплот равно отношению удельных теплот сгорания:

   Qводорода / Qдров = (120·10⁶ · 6) / (10·10⁶ · 6) = 12.

5. Примем, что лёд первоначально имеет температуру 0 °C, как обычно предполагается в такой задаче. Составим тепловой баланс: теплота, отданная водой, равна теплоте на плавление льда и нагрев получившейся воды.

   Масса льда: 5 г = 0,005 кг.

   0,2 · 4200 · (25 − t) = 0,005 · 3,4·10⁵ + 0,005 · 4200 · t.

   21 000 − 840t = 1700 + 21t; отсюда 19 300 = 861t и t ≈ 22,4 °C.

Ответ: 1) 1,7·10⁵ Дж; 2) 5,02·10⁶ Дж; 3) 5,2·10⁸ Дж; 4) в 12 раз; 5) примерно 22,4 °C.