Задача 1. Какое количество теплоты потребуется, чтобы превратить 3 кг льда, взятого при температуре −20 °C, в пар при 100 °C?

Дано: масса льда 3 кг; начальная температура −20 °C, конечная температура 100 °C. Используем удельную теплоёмкость льда 2100 Дж/(кг·°C), удельную теплоту плавления льда 3,4·10⁵ Дж/кг, удельную теплоёмкость воды 4200 Дж/(кг·°C) и удельную теплоту парообразования 2,3·10⁶ Дж/кг.

1. Нагреваем лёд до 0 °C: \(Q_1=mc_{л}\Delta t=3\cdot2100\cdot20=126\,000\) Дж.
2. Плавим лёд: \(Q_2=m\lambda=3\cdot3.4\cdot10^5=1\,020\,000\) Дж.
3. Нагреваем воду от 0 °C до 100 °C: \(Q_3=mc_{в}\Delta t=3\cdot4200\cdot100=1\,260\,000\) Дж.
4. Превращаем воду при 100 °C в пар: \(Q_4=mL=3\cdot2.3\cdot10^6=6\,900\,000\) Дж.
5. Складываем количество теплоты на все этапы: \(Q=Q_1+Q_2+Q_3+Q_4=9\,306\,000\) Дж.

Ответ: примерно \(9.3\cdot10^6\) Дж (9.3 МДж).