Вариант 10. 3. Какое количество теплоты пошло на приготовление в полярных условиях питьевой воды из льда массой 10 кг, взятого при температуре −20 °C, если температура воды должна быть 15 °C? Начертите примерный график процессов, происходящих со льдом и водой.

Примем удельную теплоёмкость льда 2,1 кДж/(кг·°C), удельную теплоту плавления льда 330 кДж/кг и удельную теплоёмкость воды 4,2 кДж/(кг·°C). Теплопотерями пренебрегаем.

1. Нагреваем лёд от −20 °C до 0 °C: Q₁ = 10 · 2,1 · 20 = 420 кДж.
2. Плавим лёд при 0 °C: Q₂ = 10 · 330 = 3300 кДж.
3. Нагреваем полученную воду от 0 °C до 15 °C: Q₃ = 10 · 4,2 · 15 = 630 кДж.
4. Складываем количества теплоты: Q = 420 + 3300 + 630 = 4350 кДж = 4,35 МДж.

Ответ: потребуется 4,35 МДж теплоты.

График зависимости температуры от количества полученной теплоты: сначала лёд нагревается, затем плавится при постоянной температуре 0 °C, после чего нагревается вода.