Задача №1. Какое количество теплоты Q потребуется, чтобы нагреть лёд массой m = 100 г с температуры t₁ = −20 °C до t₂ = 30 °C?

Лёд сначала нагреется до 0 °C, затем растает, а полученная вода нагреется до 30 °C.

Дано: m = 0,1 кг; t₁ = −20 °C; t₂ = 30 °C. Используем c_льда = 2100 Дж/(кг·°C), λ = 330 000 Дж/кг, c_воды = 4200 Дж/(кг·°C).

1. Нагрев льда до 0 °C: Q₁ = mc_льда(0 − t₁) = 0,1 · 2100 · 20 = 4200 Дж.
2. Плавление льда: Q₂ = mλ = 0,1 · 330 000 = 33 000 Дж.
3. Нагрев воды от 0 °C до 30 °C: Q₃ = mc_водыt₂ = 0,1 · 4200 · 30 = 12 600 Дж.
4. Общее количество теплоты: Q = Q₁ + Q₂ + Q₃ = 4200 + 33 000 + 12 600 = 49 800 Дж.

Ответ: 49 800 Дж (49,8 кДж).