ЗАДАЧА 1. Из 2 кг льда, взятого при −30 °C, получают стоградусный пар. Какое количество теплоты при этом требуется затратить? Ответ приведите в мегаджоулях (МДж), округлив до десятых. Оцените, в каком из процессов потребуется больше энергозатрат.

Используем значения: удельная теплоёмкость льда \(c_л=2100\) Дж/(кг·°C), удельная теплота плавления льда \(\lambda=3.34\cdot10^5\) Дж/кг, удельная теплоёмкость воды \(c_в=4200\) Дж/(кг·°C), удельная теплота парообразования воды \(L=2.3\cdot10^6\) Дж/кг.

1. Нагревание льда от −30 °C до 0 °C: \(Q_1=mc_л\Delta t=2\cdot2100\cdot30=126000\) Дж.
2. Плавление льда: \(Q_2=m\lambda=2\cdot334000=668000\) Дж.
3. Нагревание воды от 0 °C до 100 °C: \(Q_3=mc_в\Delta t=2\cdot4200\cdot100=840000\) Дж.
4. Парообразование: \(Q_4=mL=2\cdot2300000=4600000\) Дж.

Общее количество теплоты:

\(Q=Q_1+Q_2+Q_3+Q_4=6234000\) Дж \(=6.234\) МДж.

Больше всего энергии требуется на парообразование: \(Q_4=4.6\) МДж.

Ответ: 6.2 МДж; наибольшие энергозатраты — на парообразование.