Задача 3. Туристы взяли 2 кг снега при температуре -7 °C, чтобы сделать из него чай, температурой 100 °C. Какое количество теплоты для этого потребуется? Теплопотерями пренебречь. Удельная теплоёмкость воды 4200 Дж/кг*°C, удельная теплоёмкость льда 2100 Дж/кг*°C, удельная теплота плавления льда 0,34 МДж/кг.

Для решения этой задачи нужно учесть три этапа изменения состояния снега:

1. Нагревание льда от -7 °C до 0 °C: Q1 = m * c_ice * ΔT = 2 кг * 2100 Дж/кг*°C * (0 °C - (-7 °C)) = 29400 Дж

2. Плавление льда при 0 °C: Q2 = m * L_fusion = 2 кг * 0,34 МДж/кг = 680000 Дж

3. Нагревание воды от 0 °C до 100 °C: Q3 = m * c_water * ΔT = 2 кг * 4200 Дж/кг*°C * (100 °C - 0 °C) = 840000 Дж

Теплота, необходимая для того, чтобы превратить 2 кг снега при температуре -7 °C в чай при температуре 100 °C, равна сумме этих трех этапов:

Q_total = Q1 + Q2 + Q3 = 29400 Дж + 680000 Дж + 840000 Дж = 1540400 Дж

Таким образом, для этого потребуется 1 540 400 Дж теплоты.