В сосуде лежал кусок льда при температуре −2 ∘С. При сообщении некоторого количества теплоты Q половина льда растаяла. После этого содержимому сосуда дополнительно сообщили 150 кДж теплоты, в результате чего весь лед растаял, а образовавшаяся вода нагрелась до 25 ∘С. Найдите Q. Тепловыми потерями на нагрев сосуда пренебречь. Ответ дайте в кДж.

Сначала найдем количество теплоты, необходимое для полного плавления льда:

Q1 = m * L, где m - масса льда, L - удельная теплота плавления льда.

Поскольку половина льда растаяла, то масса льда уменьшилась вдвое. Пусть изначальная масса льда равна m, тогда после частичного плавления масса льда стала m/2.

Теперь найдем количество теплоты, необходимое для нагрева воды от 0 ∘C до 25 ∘C:

Q2 = m * c * ΔT, где c - удельная теплоемкость воды, ΔT - изменение температуры.

После полного плавления льда в сосуде осталась только вода массой m/2, следовательно:

Q2 = (m/2) * c * (25 - 0).

Теперь найдем общее количество теплоты, которое необходимо для полного плавления льда и нагрева получившейся воды:

Q = Q1 + Q2 = m * L + (m/2) * c * 25.

Также известно, что после частичного плавления льда в сосуде осталась половина льда, а после полного плавления льда в сосуде осталась только вода массой m/2. Следовательно, масса льда изначально была равна m, и масса воды после полного плавления льда равна m/2.

Учитывая это, можем записать уравнение:

m * L + (m/2) * c * 25 = 150 + m * c * 25.

Решая это уравнение относительно Q, получаем:

Q = 150 кДж.

Ответ: Q = 150 кДж.